9668
.pdf
20
значение 90. Для установки неподвижных шарниров в вертикальном меню вы-
бирается команда «редактирование», после чего выполняется двойной щелчок по стержню, один из концов которого должен быть шарнирным (стержень 1 на схеме). В открывшемся окне для опорного узла устанавливается тип связи
«шарнир» (для свободного узла недоступной является команда «подвижный шарнир»). Для стержня 6 автоматически применена жесткая связь, однако для более привычного отображения для нее можно ввести угол поворота 90 (рис.3.4):
Рис.3.4
Схема балки после назначения связей опор
6. Назначение жесткостей
Для назначения жесткостей в вертикальном меню выбирается команда
«редактирование», после чего выполняется двойной щелчок по стержню. В от-
крывшемся окне в поле «EI» вводится соответствующий коэффициент. Анало-
гично назначается жесткость для всех стержней. 7. Назначение нагрузок
21
Для задания сосредоточенной силы и распределенной нагрузки выбирают-
ся соответствующие команды на вертикальной панели, а в открывающихся ок-
нах вводятся соответствующие значения. Для моделирования сосредоточенного момента необходимо задать пару сил. Для этого вводятся узлы, ограничиваю-
щие консоли в точке приложения момента. Для удобства, расстояние между уз-
лами принимается равным 1м. Тогда координаты узлов будут равны (рис 3.5).
Узлы соединяются с основным узлом рамы стержнями, а по краям прикладыва-
ется пара сил, сонаправленная с моментом и численно равная ему (рис.3.5):
Рис.3.5
Схема рамы после задания нагрузки
8. Чтение результатов
Для удобства чтения результатов рекомендуется выбрать а горизонтальной панели команду «Включить/Выключить нагрузки». Реакции отобразим одно-
временно с эпюрами. Для этого на горизонтальной панели выбирается команда
22
R (реакции), а затем поочередно М (моменты), Q (поперечные силы) и N (про-
дольные силы). Результаты расчета показаны на рис.3.6.
В случае наложения результатов рекомендуется воспользоваться прибли-
жением (команда «увеличить» на горизонтальной панели).
а) |
б) |
в)
Рис.3.6
Эпюры моментов (а), поперечных (б) и продольных сил (в) в раме
23
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.Определить реакции, построить эпюры моментов, поперечных и продольных сил в раме (рис.3.7) с помощью ПВК «ПОЛЮС», где: № схемы
– № компьютера в компьютерном классе, значение сосредоточенной силы [кН] – № студента в списке группы. Жесткости стоек – EJ, ригелей – 2EJ.
2.Выполнить расчет той же балки любым из методов строительной механики. Сравнить результаты.
Рис.3.7
24
1.4. Задача 4
Определение усилий в стержнях статически определимой фермы
с помощью ПВК «Полюс»
Для статически определимой фермы (рис.4.1,а) требуется с помощью ПВК
«Полюс»:
1.Определить опорные реакции;
2.Определить усилия во всех стержнях.
а)
б) |
в) |
Рис.4.1
а) изучаемая ферма, б) шарнирно-неподвижная опора в) шарнирно-подвижная опора
Расчет рекомендуется выполнять в следующем порядке:
25
1. Назначение типа связи для новых стержней
Поскольку ферма является шарнирно-стержневой системой, более удоб-
ным вновь вводимым стержнем будет стержень с шарнирами по краям. Для на-
значения в панели управления выбирается меню «Настройки», затем «парамет-
ры…». В появившемся окне в разделе «параметры для новых стержней» необ-
ходимо выбрать тип связи «шарнир». 2. Ввод опорных узлов
При расчете ферм опоры удобно моделировать в виде опорных стержней.
Тогда под шарнирно-неподвижной опорой на любом расстоянии необходимо ввести 2 опорных узла, один из которых должен иметь такую же координату х
(рис.4.1,б). Для моделирования шарнирно-подвижной опоры вводится один узел строго под узлом фермы (рис.4.1, в) На вертикальной панели команд вы-
бирается команда «опорный узел». После двойного щелчка в любую область экрана открывается окно «Свойства узла». Вводятся координаты всех опорных узлов. В случае, если узел оказался за границами экрана, необходимо выбрать команду «показать всю конструкцию» на горизонтальной панели команд.
3. Ввод узлов фермы
На панели команд выбирается команда «свободный узел». После двойного щелчка в любую область экрана открывается окно «Свойства узла». Поочеред-
но вводятся координаты узлов фермы. Экран при этом примет вид (рис.4.2):
Рис.4.2
Опорные и свободные узлы фермы
4. Добавление стержней
На вертикальной панели команд выбирается команда «стержень». Для до-
бавления стержня поочередно выбираются его начальный и конечный узлы.
26
Если узлы лежат на одной прямой, недостаточно соединить их одним стерж-
нем, стержней должно быть столько, сколько промежутком между узлами. По-
мимо стержней фермы необходимо ввести опорные стержни. Помимо этого важно, что алгоритм, реализованный в ПВК «Полюс» не позволяет рассчитать систему на действие узловой нагрузки, пока не будет добавлен узел в середину любого стержня. Потому после ввода стержней необходимо добавить свобод-
ный узел (см. .п.3). После ввода стержней схема на экране примет вид (рис.4.3):
Рис.4.3
Схема фермы после ввода стержней
5. Назначение нагрузок
Для задания сосредоточенной силы выбирается соответствующая команда на вертикальной панели, а в открывающихся окне вводится соответствующее значение. После ввода всех сосредоточенных сил схема на экране принимает вид (рис.4.4):
Рис.4.4
Схема фермы после задания нагрузки
27
6. Чтение результатов
Для удобства чтения результатов рекомендуется выбрать на горизонтальной панели команду «Включить/Выключить нагрузки». Усилия в стержнях выведем на экран в виде эпюр. Реакции отобразим одновременно с эпюрами. Для этого на горизонтальной панели выбирается команда R (реакции) и N (продольные силы). Результаты расчета показаны на рис.4.5.
В случае наложения результатов рекомендуется воспользоваться приближением (команда «увеличить» на горизонтальной панели).
Рис.4.5
Эпюра продольных сил и реакции опор в ферме
ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.Определить реакции и усилия в стержнях фермы (рис.4.6) с помощью ПВК «ПОЛЮС», где: № схемы – № компьютера в компьютерном классе, значение неуказанной сосредоточенной силы задается преподавателем.
2.Определить усилия в стержнях 1,2 (задаются преподавателем) любым из методов строительной механики. Сравнить результаты.
28
Рис.4.6
29
1.5. Задача 5
Определение усилий в стержнях трехшарнирной фермы
с помощью ПВК «Полюс»
Для трехшарнирной фермы (рис.5.1) требуется с помощью ПВК «Полюс»:
1.Определить опорные реакции;
2.Определить усилия во всех стержнях.
Рис.5.1
Изучаемая ферма Расчет рекомендуется выполнять в следующем порядке:
1. Назначение типа связи для новых стержней
Поскольку ферма является шарнирно-стержневой системой, более удоб-
ным вновь вводимым стержнем будет стержень с шарнирами по краям. Для на-
значения в панели управления выбирается меню «Настройки», затем «парамет-
ры…». В появившемся окне в разделе «параметры для новых стержней» необ-
ходимо выбрать тип связи «шарнир». 2. Ввод опорных узлов
На вертикальной панели команд выбирается команда «опорный узел». По-
сле двойного щелчка в любую область экрана открывается окно «Свойства уз-