5. Типы внутренних соединений

1. Жесткое (иногда называют ПРИПАЙКОЙ) соединение. В этом соединении невозможны ни поступательные движе­ния, ни повороты.

До и после загружения считается, что направ­ление А'А || В', А'В' || АВ

const

const

Рис.1.15

(многие узлы железобетонных конструкций являются жестки­ми).

2. ШАРНИРНЫЕ соединения - препятствуют взаимным поступа­тельным движениям, но не сопротивляются повороту.

Рис.1.16

3. Упругое соединение. В этом соединении поворот и пос­тупательное движение пропорциональны жесткости соеди­нения.

Рис.1.17

1.6. Классификация нагрузок

Различают следующие виды нагрузок:

1. По происхождению:

А. ПОЛЕЗНЫЕ нагрузки, для восприятия которых возводится сооружение (оборудование, краны, транспорт, гидро­статическое давление в плотинах);

Б. СОБСТВЕННЫЙ ВЕС конструкций;

В. ПРИРОДНЫЕ нагрузки (ветер, снег, землетрясения и др.)

2. По продолжительности действия:

А. ПОСТОЯННАЯ - это собственный вес и некоторые виды полезных нагрузок.

Б. ВРЕМЕННАЯ, подразделяется на:

1) длительную

2) кратковременную (вес людей, атмосферная нагрузка)

3) особую (сейсмическая, температура, осадки опор)

3. По характеру действия:

А. СТАТИЧЕСКИЕ - величина, направление и положение на­грузки неизменны во времени (нет инерции);

Б. ДИНАМИЧЕСКИЕ - нагрузки вызывающие инерционные силы.

При расчете конструкций должны учитываться нагрузки и воздействия в наиболее невыгодных комбинациях. Различают ос­новные, дополнительные и особые сочетания нагрузок:

А. Основные - это постоянная плюс длительная временная и одна из наиболее существенных кратковременных вре­менных нагрузок;

Б. Дополнительные - это постоянная плюс временная дли­тельная и все кратковременные временные нагрузки. В. Особые сочетания - это постоянная плюс временная длительная плюс все кратковременные временные плюс особые нагрузки.

Нормативные величины и характер нагрузок, а также коэф­фициент перегрузки берутся из СНИП 2.01.07-85* "Нагрузки и воздействия".

2. Кинематический анализ расчетных схем сооружений

Очевидно, что сооружения должны быть геометрически неиз­меняемыми, то есть постоянно сохранять геометрическую форму, заданную при возведении. Ответ на вопрос "Движется ли?" мо­жет быть сформулирован лишь на соответствующем кинематическом языке ("кинема" - греч. слово движение).

2.1. Основные понятия

ГЕОМЕТРИЧЕСКИ НЕИЗМЕНЯЕМОЙ принято называть систему сое­диненных между собой элементов сооружения, изменение взаимно­го расположения отдельных частей которого возможно лишь за счет их деформации (рис.2.1). Именно такие системы применяют­ся в практике строительства.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЕМЫМИ будем на­зывать системы, в которых возможны взаимные перемещения отдельных эле­ментов без их деформации (рис.2.2). Они представляют собой механизмы и некоторые из них применяются в раз­личных машинах.

Рис.2.1

Геометрическая неизменяемость зави­сит не только от количества связей в системе, но и от их взаимного распо­ложения .

Рис.2.2

Системы, в которых возможны малые взаимные перемещения без деформации элементов, называются МГНОВЕННО ИЗМЕНЯЕМЫМИ. После осуществления этих малых перемещении система может стать неизменяемой (рис.2.3). Подобные системы названы так И.М.Рабиновичем.

N₁=N₂;

На самом деле

Рис.2.3 Примеры мгновенно изменяемых систем

с пояснениями причин невозможности из эксплуатации.

Определимся с некоторыми категориями кинематического анализа:

- ДИСКИ - простейшие геометрически неизменяемые элементы сис­тем;

Стержни Плоские фигуры Треугольник

Рис.2.4

- КОЛИЧЕСТВО СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ СИСТЕМЫ определяется числом не­зависимых геометрических параметров однозначно определяющих ее положение в плоскости (пространстве);

Рис 2.5

Для того, чтобы превратить системы в неизменяемые (а именно они нас и интересуют) необходимо наложить связи (по количеству степеней свободы).

Поговорим о СВЯЗЯХ - устройствах, предотвращающих взаим­ные поступательные движения и повороты:

А. Связь 1 рода - СТЕРЖЕНЬ.

Она не позволяет смещаться в направлении связи и таким образом снимает одну степень свободы.

Рис 2.6

Б. ШАРНИР - препятствует любым взаимным линейным смещени­ям - снимает в плоскости две степени свободы (соответ­ствует двум непараллельным стержням).

Рис.2.7

Шарнир, соединяющий два диска, называется ПРОСТЫМ. А ес­ли в соединении дисков более двух - КРАТНЫМ.

Рис.2.8

В. ПРИПАЙКА - препятствует лю­бым взаимным перемещениям (линейным и повороту). Соот­ветствует шарниру и стержню, линия действия которого не проходит через шарнир или трем непараллельным или не­пересекающимся в одной точке стержням.

Рис.2.9