Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Лившиц, И. Ф. Социальные проблемы формирования инженера

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
3.09 Mб
Скачать

 

 

- 19 -

 

где

f 51

= Гл (ме- м № г (1Лл-Мг)+---+Уг ( ^ - м г у,

 

°wnf*ee)

 

 

-

Q

(Mvr K r) +4 (M«~

* К ( ^ Г М г ) г

^frm(npaS)

 

 

&@ст~ местная деформация стойки в том узле, где приложена сила Х=1.

Значительные упрощения получаются при раочете неравреэных ферм о крес­ товой решеткой (в одном или нескольких пролетах)^ В этом случае реше­ ние получается приближенным, но, во-первых, при решении задачи на под­ бор сечений, как минимум, первая попытка не требует ныоокой точности расчета, а , во-вторых, получаемая точность обычно вполне достаточна в

для окончательного

результата.

 

 

 

FH„~

Пример 7.

Рассмотрим ферму, изображенную на рис. 12:

 

= 3 F; Fp'Fc'F;d- 4s) J n= •§ Fd*Нагрузки на ферму:

J 5

-

2f,'

d. i

d i

r

c

r

P ,=

3 r ;

I

I

/• »

(*ВП

/1}

P,= 4 T.

 

 

 

 

 

 

 

-

20 -

 

 

 

 

Qo известным формулам из сопротивления материалов найдем:

у - С *

 

 

 

 

 

i , 6 i P , * s , K P j = m £ t

 

S*M

 

H,5~6 d 3

 

7,72 d

 

 

 

 

11

=

 

 

Ю„

 

 

 

EF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для левой половины фермы

(

o ts

3 c l )

 

 

 

у -

 

 

 

1

___ +

E ft

~

3,^3

 

 

 

 

 

EFpSi'n2<*cc3j^

 

EF

 

 

для правой половины (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

u 4 i .

 

 

 

 

 

2EFj,Sin2«<Coji*

EF

 

 

? * >

£ 2 1 й /лМ= -

±

Н 4

Н

. « Ч

_ _

^,35 - ы .

 

а + £

 

д м

 

 

 

g £ F

 

в ~

£ ? ~ »

 

 

 

c

-

STM .

C ®

“12,07cL

 

 

 

 

 

D« -

&11+

О ц * -

 

 

 

^

= T A M

-

- ,S3

^ 'od

- 29' 2ct

 

U‘P(*«) *1

' p -

 

EF

 

 

S

-------- Ё Г ~

»

 

A4*

=

у

ЛЛЛ

_

4.41

61,o d

 

Щ75с1 .

 

a iP(nfa» ) h ^ lvip -

 

 

 

 

 

 

 

 

aq _

2<M -5 + 10№ 3

,

22,3 d .

 

 

 

 

 

 

g EF

 

 

 

 

f f

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FF

 

 

 

 

л

-

д«

* ,<* _

60,1 d

 

 

 

 

 

Л 1 Р ~ Д 1Р+ Л 1Р-------*

 

 

 

 

 

Величина опорной реакции на промежуточной опоре

 

X

 

Д 1Р

 

 

60.1

%

4,99

т .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 и

 

"

. 12’07

 

 

 

 

Приведенный расчет несравненно проще, чем основанный на примене­

нии метода сил. Однако следует иметь в виду, что о увеличением числа

промежуточных опор значительно увеличиваются величины перемещений в ос­

новной системе ( 641 , &1г,

и г . д , ) , в

а чем все промежуточные

вычисления, как правило, приходится вести с высокой степенью точности,

более высокой, чем позволяет логарифмическая линейна). Это создает до­

- 21 -

полнительные трудности при расчете и dee того сложных систем. Чтобы

избавиться от указанного недостатка, можно использовать теорему 0

тред

моментах (выведенную для нераврвзных феоы).

 

 

§ 6 . Теорема о трех моментах для

неразреаныд Ферм ......

Выведем теорему о тред моментах о учетом перемещения сдвига.

Рассмотрим два смежных пролета нераарегной фермы (рио.13), имея в

виду,

что в сечении над промежуточной опорой Л_

воегда имеет маото

усло-

вие

 

(18)

°^лее+ ^прав.~ О

 

На рио.13 сплошными линиями показаны перемещения от действия изгибающих моментов, пунктирными - перемещения от действия поперечных сил. Доя левого продета ( dn , J n)

Знак минус перед указывает на то , что этот угол отсчисы-

ваетоя в обратном направлении по отношению к остальным углам. Углы по­ ворота от действия изгибающих моментов найдем по известным формулам

оГ=

<2f„ .

^

 

 

ЕЭи

 

 

л » _ Мц-|

Си .

 

 

°ч *

& е Э н

.

( 20)

< «

Мз А.

J

ЗЕК»

 

Для правого щ ш е т а

( 6*-h-м

,

^ и -и

) формулы будут отличать­

ся только индексами. После подстановки

в (18)

получим:

 

 

 

 

И+1

fn+fn*1■)

<2I>

Формула (21) отличается от известного уравнения трех моментов на­

личием членов •[ , , -Г , ^ , учитывающих перемещения сдвига. "+i >

- 22 -

Puc.ts

Они равны:

 

 

 

 

 

 

 

(22)

где

t n и

■£„„

-

углы поворота сечения над опорой

П

от сдви­

г а ,

вызванного единичными опорными моментами;

и

-

то же от

заданной нагрузки.

 

 

 

 

 

 

Углы

Е _ и

£

. легко определить по формуле Ыора-Маковелжа

 

 

v П

v п+1

 

 

 

- 23 -

(23)

причем в формулу (23) следует подставлять только усилия в стержнях соединительной решетки. Для ферм о различными типами соединительной решетки легко подучить простые готовые расчетные формулы, после чего при дальнейшем расчете формула Мора-Максвелла не понадобится. Так, дш?

 

 

 

 

 

(24)

,

-*

и

»•

ьъ 4*1 IF

“ t

где Г£ и г[р -

площади сечения стоек и раскосов (исключая стержни

с нулевыми усилиями);

о (.

-

углы наклона раскосов к поясам фермы. Для

wriAVTiA иьплй namevtra

 

 

 

 

 

Таким образом, расчет неразрезных ферм о параллельными поясами,

в сущности, аналогичен расчету неразрезных балок: определив опорные моменты, можно рассматривать каждый пролет как самостоятельную двух­ опорную ферму и находить усилия в интересующих вас стержнях от задан­ ной нагрузки и опорных моментов.

Значительно упрощается расчет неразрезных ферм на подвижную на­

грузку; построение линий влияния предлагаемым способом во много раз проще, чем, например, с помощью метода упругих грузов.

Другим преимуществом

этого способа является высокая точность

окон­

чательного результата при вычислении

воех промежуточных величин о

по­

грешностью около 1% (на обычной логарифмической линейке).

 

Пример 8 . Определить

опорную реакцию на промежуточной опоре

фермы

(р а с .12). Уравнение (21)

будет иметь

вид:

 

24 -

Здесь

g<=a=3ol; tfB *5 d ;

J s l p d } ; f^d.

£.= A - .f f 3‘- i ♦ Г

 

) -

_ 1 _

/J . + 4± ) ,

1,2Г5\

 

4 E< . ' w F t c & I V « " V " E - 9 <j( * ( f

F # /

d E F »

r

rv.

_!l

c~

1

_

cL

40'A

 

4,13 .

 

 

a~~

 

 

Fip«n4 “ E-2W*‘ F>/2

=

dEF *

 

* = « F £. - I f ;

« f , - It -

 

 

£ ' * 0 i

 

 

 

 

 

Q S -to ,4 d * -

 

 

Подставляя значения,

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

3d г

s d -г

г is

 

б.?з \

 

 

 

2 M ( 3Fot2

3Fd*

2 F d

 

2Fd>

 

 

 

 

 

 

 

10,4о<г - а \

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 F d *

/

 

 

 

откуда

M

s -

4S ,2 d

1, 8тм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опорная реакция

на промежуточной опоре

 

 

 

 

 

 

n p ° . p o

М *

_ 2. 17

 

Ц + М ^> - Ч02-г

 

 

к -

V

V

т ; +

7 1 "

У + 7

 

+

У * т ~ ‘ :>*0 / г *

т . е , практически такая же, как и полученная путем отбрасывания опоры.

§ 7 , Линии влияния в нера8резных фермах

Пример 9 . Построить линию влияния опорной реакции R в трех­

пролетной ферме (рис.1 4 ). Размеры панелей и оечения элементов приведены

в табл .5 .

25 -

 

 

 

 

- 26

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5

 

 

Т

 

 

 

 

оечнния

 

Г. мг

I

Момент

 

! —

 

 

 

!

Пролет, !Длина

 

 

 

 

 

нкерциввди

 

пояоов,

и

панели, !поясов!опорныхjпрочих;стоек

 

I

м

|

 

раско-

раско-

 

 

 

 

 

 

С , - 9,0

е[4 щ1,б]

2 ,0

оов

оов

ГТо

 

Ji

-

4,0 F

3,0

1,о

 

 

— Г Г Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У 8,oj

cit =2,0j

3,0

4,0

2,0

j

1,0

T

J t

«

6 , OF

9,0j

d j= I ,6 ;

2 ,5

3 ,0

1,5

I

1,0

 

J3 = 5,0F

Систему уравнений трех моментов запишем в тахом виде:

M o a o + M ^ + M ^ s q y , )

M i a t + M4a 3 + Мз <*<,* op» • j

Здеоь

< W 4 > $ + * ¥ ) ■ •

* ' ’ - * ( % *

 

 

 

 

' J a

 

3 Z Ъ г

т г? J

 

0. «■

M з

 

= 0 ,

TO

 

 

 

 

а г Ф ' - а з Щ .

 

^ _ а * Ф ,- с * |* Ч

 

м

, -

 

 

 

 

*

a*z - e x , a s

 

a l - a ^ Q j

 

По формуле

(23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х

 

 

.

с

-

.

С

0,234

 

^ 1 *

EF »> с 2

 

)

у

EF

По формулам (22)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■Р = ! ! £

? •

»

4

-

а 792

 

чАоч

 

J]

р

 

Уг -

 

> • £ =

 

Подставим в формулы (27)-(29):

(26)

(27);

(28)

(29);

(30)

(31) j

(32)

- 27 -

 

 

 

а 4=

F

;>

а.- Щ Р -; а,»

8,4*6

 

 

 

 

 

л

 

F

 

 

 

f p

В первом г

во

втором цролотах реиетка симметричная,

поэтому 4- =•

f р

= 0 ; .в третьем пролете,

кал легко

убедиться,

^

 

О,

 

Искомая реакция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R ( =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

* ° +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

R1= R0+

 

 

,

 

 

 

 

 

 

(33)

где

R 0

-

реакция на опоре

I в основной системе от силы Р * I .

Коэффициент

£

для нашего

случая равен - 0,00157

F*.

 

Для нахождения ординат линии влияния рассмотрим три возможных

случая положения груза на ферме.

 

 

 

 

 

1-й случай: груз Р = I

в первом пролете (?,,=■

9 м).

В этом случа

О и тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(Ц я - S

QS

 

 

 

X *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э«

 

 

э , е ?

 

 

 

(34)

гдо

x l =

2 X Z(?<~X) +

х

(?<-

JC)1 [ з а I - ( £ , - * ) ] .

_ _

Так как

R * - —■,

то по форцуле

(33)

Р 1 =» -2L +. 0,0000802 X » (35)

 

 

°

С4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

(без учета перемещений сдвина

 

 

 

+ 0,00017

Хх

)•

2-й

случай:

грув Р * I

во

втором пролете

( Р .=

8 м ).

Тогда

 

 

Л *

 

 

У1

;

 

 

л *

_ Q

X

 

 

 

s ~ 0,0026

 

C|> = _ 6 ^ £ a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0026 ~

,

W

X* = 2 (Pa-Jc)3X + (ег-х )х г[з (?Г Х ) + * ] .

(36)

Так как

R ? = 1 -

у -

 

, то по формуле (33)

 

 

 

R j -

I -

- у

- +

0,0000674

Х х -

0.0000422

X * .

(37)

286-

3-й случай:

груз Р =

I в третьем пролете ( ?3 в_9 м ).

Тогда

 

 

з - б - ^ 3- = - 0 , 0 0 2 4 ? - ^ - *

 

По формуле

(33)

3_

 

 

R®= -

0,00004 X * ‘

(38)

С целью упрощения подсчетов

можно воспользоваться табл.6 для вы-

I

у П

по длине

пролетов.

Xх в

Д х

Таблица 6

 

Результаты подсчетов по формулам

(35), (37) и (38) приведены в

табл .7 .

Линия влияния

R^

показана на рас.14 .

 

 

 

 

Покажем в качестве примера определение величины

R j для случая

нахождения груза

Р =

1 н а расстоянии 0,4

?г от опоры I

(рио.14).

По формулам (34)

и (36)

 

 

 

 

 

 

 

 

Хх“

1377;

Хж»

1573.

 

 

По формуле

(37)

 

 

 

 

 

 

 

 

n F

I

0 ,4

 

+ 0,0000674 • 1573 -

0,0000422*1377

0,649ч

 

R~ «

« — _ _ L

'(в

табл.7

 

 

 

 

 

 

этот случай подчеркнут).

 

 

 

 

 

Пример 10. Построим линию влияния цродольного усилия в

стержне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

 

верхнего

пояоа, расположенного над первой промежут очной

опорой

(ри с.15 ).

 

 

Данные для расчета*:

 

 

 

 

площади сечения:

поясов

 

f^n“ F ; опорных раскосов Fp= Q 2 F ; прочих

раскосов

J^=(|5F ;

высота фермы

* ллины пролетов

t\~

 

-

t

s

4 cL ;

угол наклона раскооов к поясам оС *

60°; момент

инерции поясов

Jn «=

0,375

Fdl .

 

 

 

1/1 Условия примера 10 взяты из [ э ]

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ