Кротов С.В. Расчет трехшарнирных систем. Учеб пособ. 2020-1
.pdf
Рис. 5.76
Рис. 5.77
91
Рис. 5.78
Рис. 5.79
92
Рис. 5.80
Убедимся в равновесии арки. Получив величины реакций – Reaction Solution видим, что их суммарная величина составляет –50 кН, что уравновешивает горизонтальную внешнюю нагрузку F = 50 кН (рис. 5.81).
Рис. 5.81
93
Таким образом, наиболее удачным решением следует признать вариант с тремя шарнирами и жесткими опорами, имеющий наилучшие показатели прочности и жесткости при одинаковых условиях нагружения, физических и геометрических характеристиках.
Отметим, что операции наложения связей, моделирование нагружения с таким же успехом можно выполнять в модуле Solution.
При моделировании различных схем нагружения следует использовать одну модель, которую требуется сохранить в отдельном файле с именем *.db в необходимой директории. В названии можно использовать цифры и (или) латинскую аббревиатуру.
Операция чтения модели из файла – Resume from, далее выполняется поиск файла в обычном порядке.
В качестве самостоятельной работы рекомендуется проверить возможности арки, как рационального строительного сооружения по сравнению с балкой на следующем примере.
Модель классической арки с замком в центре описывается по закону окружности.
Равномерно-распределенная нагрузка q = 10 кН/м прикладывается по всей длине арки гидростатически, т.е. не вертикально, а «охватывая» арку
(рис. 5.82).
Рис. 5.82
При правильном моделировании изгибающие моменты должны обратиться в ноль и соответствующая эпюра должна отсутствовать.
94
В частности, при моделировании полуарок нумерацию узлов или точек следует вести снизу вверх.
После выполнения моделирования и расчета арки на лабораторных занятиях составляется отчет, в котором необходимо:
–представить геометрические параметры моделируемой арки, свойства материала арки;
–представить модель арки и геометрические характеристики поперечного сечения, рассчитанные программой;
–представить вид напряженного и деформированного состояния
арки;
–представить эпюры внутренних силовых факторов;
–сравнить рассчитанные аналитически напряжения с результатами расчетов программы ANSYS;
–выполнить анализ полученных результатов.
При выполнении расчетно-графической работы по предмету «Строительная механика», в которую входит задача № 3 «Расчет трехшарнирной системы», для выбора варианта задания (численные данные) следует пользоваться прил. 1, а для выбора расчетной схемы – прил. 2.
95
Библиографический список
1 Дарков, А.В. Строительная механика / А.В. Дарков, Н.Н. Шапошников. –9-е изд., испр. – М. : Лань, 2005. – 655 с.
2 Анохин, Н.Н. Строительная механика в примерах и задачах. Ч. I. Статически определимые системы : учеб. пособие / Н.Н. Анохин. – М. :
АСВ, 2007. – 334 с.
3 Каримов, И.Ш. Строительная механика. Теоретический курс с примерами типовых расчетов : учеб. пособие / И.Ш. Каримов. – Уфа : ГУП РБ «Издательство Белая река», 2008. – 280 с.
4Кривошапко, С.Н. Строительная механика: лекции, семинары, расчетно-графические работы : учеб. пособие / С.Н. Кривошапко. – М. :
Высш. шк., 2008. – 391 с.
5Строительная механика. Примеры и задачи : учеб. пособие / под ред. С.В. Елизарова. – СПб. : ПГУПС, 2009. – 461 с.
6Колкунов, Н.В. Пособие по строительной механике стержневых систем. Ч. 1: Статически определимые стержневые системы / Н.В. Колку-
нов. – М. : МГАКХиС, 2009. – 102 с.
7Кротов, С.В. Строительная механика и практикум по профессиональным дисциплинам : учебный сайт / С.В. Кротов. – 2013. – Режим до-
ступа: https://sites.google.com/site/allstillahead/prakticeskie-zanatia/
96
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
Размеры и нагрузки
Номер |
Схема |
|
|
f |
|
|
h |
|
|
zK |
|
|
|
|
|
|
|
арки |
l , |
|
|
|
|
|
|
q , |
|
|
|
||||||
студента |
|
|
|
|
для |
u1 |
u2 |
u3 |
|||||||||
или |
м |
|
l |
|
l |
|
|
l |
кН/м |
||||||||
по списку |
|
|
|
|
|
рам |
|
|
|
|
|||||||
рамы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 |
A |
20 |
|
|
0,5 |
|
|
0,25 |
0,4 |
0,2 |
10 |
0,25 |
0 |
0,5 |
|||
2 |
B |
22 |
|
|
0,5 |
|
|
0,25 |
0,5 |
0,4 |
9 |
0,5 |
0 |
0,5 |
|||
3 |
C |
24 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,6 |
0,6 |
8 |
0,7 |
0 |
0,5 |
|||
4 |
D |
26 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,7 |
0,8 |
7 |
0,25 |
0 |
0,5 |
|||
5 |
E |
28 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,8 |
1,0 |
6 |
0,5 |
0 |
0,5 |
|||
6 |
F |
30 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,4 |
1,2 |
5 |
0,7 |
0,25 |
0,75 |
|||
7 |
A |
32 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,5 |
1,4 |
4 |
0,25 |
0,25 |
0,75 |
|||
8 |
B |
34 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,6 |
1,6 |
3 |
0,5 |
0,25 |
0,75 |
|||
9 |
C |
36 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,7 |
1,8 |
2 |
0,7 |
0,25 |
0,75 |
|||
10 |
D |
38 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,8 |
2,0 |
1 |
0,25 |
0,25 |
0,75 |
|||
11 |
E |
40 |
|
|
0,5 |
|
|
0,25 |
0,4 |
0,2 |
10 |
0,5 |
0,5 |
1 |
|||
12 |
F |
42 |
|
|
0,5 |
|
|
0,25 |
0,5 |
0,4 |
9 |
0,7 |
0,5 |
1 |
|||
13 |
A |
44 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,6 |
0,6 |
8 |
0,25 |
0,5 |
1 |
|||
14 |
B |
46 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,7 |
0,8 |
7 |
0,5 |
0,5 |
1 |
|||
15 |
C |
48 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,8 |
1,0 |
6 |
0,7 |
0,5 |
1 |
|||
16 |
D |
20 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,4 |
1,2 |
5 |
0,25 |
0 |
0,5 |
|||
17 |
E |
22 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,5 |
1,4 |
4 |
0,5 |
0 |
0,5 |
|||
18 |
F |
24 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,6 |
1,6 |
3 |
0,7 |
0 |
0,5 |
|||
19 |
A |
26 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,7 |
1,8 |
2 |
0,25 |
0 |
0,5 |
|||
20 |
B |
28 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,8 |
2,0 |
1 |
0,5 |
0 |
0,5 |
|||
21 |
C |
30 |
|
|
0,5 |
|
|
0,25 |
0,4 |
0,2 |
10 |
0,7 |
0,25 |
0,75 |
|||
22 |
D |
32 |
|
|
0,5 |
|
|
0,25 |
0,5 |
0,4 |
9 |
0,25 |
0,25 |
0,75 |
|||
23 |
E |
34 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,6 |
0,6 |
8 |
0,5 |
0,25 |
0,75 |
|||
24 |
F |
36 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,7 |
0,8 |
7 |
0,7 |
0,25 |
0,75 |
|||
25 |
A |
38 |
|
|
0,4 |
|
|
0,25 |
0,8 |
1,0 |
6 |
0,25 |
0,25 |
0,75 |
|||
26 |
B |
40 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,4 |
1,2 |
5 |
0,5 |
0,5 |
1 |
|||
27 |
C |
42 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,5 |
1,4 |
4 |
0,7 |
0,5 |
1 |
|||
28 |
D |
44 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,6 |
1,6 |
3 |
0,25 |
0,5 |
1 |
|||
29 |
E |
46 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,7 |
1,8 |
2 |
0,5 |
0,5 |
1 |
|||
30 |
F |
48 |
|
|
0,3 |
|
|
0,75 |
0,8 |
2,0 |
1 |
0,7 |
0,5 |
1 |
|||
97
|
|
Приложение 2 |
|
Расчетные схемы |
|
|
F = ql |
q |
|
u1l |
|
y |
u2l |
|
u3l |
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
K |
Парабола |
|
|
|
|
f = h |
|
A |
|
z |
|
|
|
|
zК |
|
|
l/2 |
l/2 |
|
|
K |
C |
Окружность |
|
|
f = h
B |
|
z |
|
|
|
|
zК |
|
|
l/2 |
l/2 |
|
|
y |
|
|
|
l/5 |
l/5 |
|
K |
|
|
|
C |
|
|
f = h |
C |
|
z |
|
|
|
zК |
l/2 |
l/2 |
|
98
D
E
F
|
|
|
Окончание прил. 2 |
|
|
F = ql |
q |
y |
u1l |
|
|
|
u2l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
u3l |
|
|
K |
|
|
|
|
C |
αh |
|
|
f = h |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
zК |
l/2 |
l/2 |
|
|
y |
|
K |
|
|
|
|
C |
αh |
|
|
f = h |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
zК |
l/2 |
l/2 |
|
|
|
|
l/5 |
l/5 |
y |
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
αh |
|
|
f = h |
|
|
z |
|
|
|
|
|
|
zК |
l/2 |
l/2 |
|
|
99
Учебное издание
Кротов Сергей Викторович
РАСЧЕТ ТРЕХШАРНИРНЫХ СИСТЕМ
Редактор Т.В. Бродская
Корректор Т.В. Бродская
Подписано в печать 20.08.20. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 5,81. Тираж 500 экз. Изд. № 22. Заказ
Редакционно-издательский центр ФГБОУ ВО РГУПС.
______________________________________________________________
Адрес университета:
344038, г. Ростов н/Д, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2.
100
