Автоматизированный расчет стержневых конструкций. Методические указания к выполнению лабораторных работ

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

09.08.2026

Размер:

333 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Р5=5кНм	Р4=10кН
2			7	участок 4
2			7
1.5м	участок 5	2м
				Р3=10кН
				6м
	участок 6			3м
				3м
	4
Р1=10кН/м		6
Р1=10кН/м
Р2=5кН/м				участок 3
	участок 2			6м
участок 1				6м
1	3	5
1


	6м					6м

Рисунок 3 – Расчетная схема нерегулярной рамы

4 Расчет конструкций с помощью программного комплекса "Полюс"

Программный комплекс "Полюс" разработан на кафедре механики Петрозаводского государственного университета А.Симановым. С помощью программного комплекса можно рассчитывать плоские стержневые системы, состоящие из прямолинейных стержней (балки, рамы, фермы, а также арки, представленные в виде ломаной оси). Расчетная схема должна быть геометрически неизменяемая, т.е. не должно быть возможных перемещений,

не приводящих к возникновению внутренних усилий. В то же время схема должна содержать хотя бы один узел, линейное перемещение которого не было бы ограничено, поскольку стержни считаются линейно недеформируемыми. Так, «классическая» схема фермы, состоящая из треугольников, является несмещаемой и «Полюсом» не рассматривается. Для того, чтобы рассчитать с помощью этой программы такую ферму нужно ввести промежуточный узел в любой стержень пояса. Концы получившихся в результате рассечения узлом двух стержней, примыкающих к этому узлу, должны быть жесткими.

Расчетная схема создается на экране дисплея. Она "рисуется" с помощью мыши. Для этого нужно запускать соответствующие программы путем нажатия служебных кнопок на экране (левой клавишей мыши). Вначале указывается положение опорных узлов (кнопка "опорные узлы") помещением мыши в точку с нужными координатами (координаты при движении указателя мыши высвечиваются в правом нижнем углу экрана). Более точное указание координат можно выполнить, нажав левую клавишу мыши после размещения указателя на узле. Тогда на экране появляется окно с координатами узла, которые можно исправить.

После указания опорных узлов аналогично размещаются не опорные узлы ( кнопка" не опорные узлы"). В качестве не опорных узлов выступают места соединения стержней, а также точки, в которых нужно разместить сосредоточенную нагрузку, отметить участок действия распределенной нагрузки, или отметить точки изменения жесткости стержней.

После указания узлов указываются стержни (кнопка "стержни"): указатель мыши наводится на начальный узел стержня, нажимается и отпускается левая клавиша, затем указатель помещается в конечный узел стержня (стержень при этом "тянется" из начального узла за указателем) и нажимается левая клавиша мыши. Наведя на стержень между узлами указатель мыши, и, нажав левую клавишу, можно вызвать на экран окно, на котором указываются номера узлов, соединенных стержнем, и их атрибуты (жесткие или шарнирные). Если конец стержня свободно поворачивается без возникновения изгибающего момента, то указывается шарнир. Для опорных узлов шарнир может быть подвижным и неподвижным, для чего в окне предусмотрены соответствующие кнопки. По умолчанию все стержни к узлам прикрепляются шарнирно, поэтому после ввода стержней необходимо ввести корректировку. В том же окне указываются жесткости стержней: изгибная (ЕJ) и продольная (ЕF). По умолчанию они принимаются равными единице. При выполнении лабораторных работ рекомендуется использовать относительные жесткости, принимая меньшую из заданных изгибных жесткостей за единицу, а продольные жесткости принимать величиной в 100 раз большей, чем изгибная жесткость стержня.

Сформировав расчетную схему, нужно задать нагрузки. Они задаются запуском соответствующих программ с помощью кнопок "сосредоточенная сила", "распределенная нагрузка", "сосредоточенный момент". Включив ту или иную кнопку, размещают указатель мыши на нужный стержень (для

распределенной нагрузки) или узел (для сосредоточенной нагрузки) и в появившемся окне указывают величину нагрузки в виде проекций на соответствующие оси. Положительной нагрузкой считается направленная в положительном направлении осей координат. Программа работает в размерностях Н (ньютоны) для сил и м (метры) для длин. Рекомендуется заданные в кН силы вводить, не переводя их в Н, но помнить при этом, что в результатах вместо Н нужно иметь в виду кН.

После ввода нагрузок можно сразу же посмотреть на результаты расчета, если схема построена правильно. В случае ошибки на экране появляется соответствующее сообщение. Нажатием на кнопки того или иного вида внутренних усилий (M – изгибающие моменты, Q – поперечные силы, N – продольные силы) запускается программа построения соответствующей эпюры.

Для более удобного получения числовой информации следует активизировать кнопку "таблица". В таблице результатов приводится информация о всех внутренних усилиях в узлах, а также о перемещениях узлов. Если жесткости стержней вводились в относительных величинах, то полученные значения перемещений нужно разделить на значение жесткости, принятой за единицу.

5 Задания для выполнения лабораторных работ

Номер задания состоит из четырех цифр. Первые две цифры образуют номер варианта по геометрии рассчитываемой конструкции. Эти сведения приводятся в таблице 1 для ферм, в таблице 3 - для регулярных рам, в таблице 5 - для нерегулярных рам. В строке с номером варианта приводится номер схемы и геометрические размеры. Вторая пара цифр - номер варианта по нагрузкам. Нагрузки на ферму приводятся в таблице 2, на регулярную раму – в таблице 4, на нерегулярную раму – в таблице 6. Расчет конструкций с использованием комплекса "Полюс" осуществляется по тем же вариантам. Результаты расчетов по двум разным программам сравниваются.

Отчеты по лабораторным расчетам представляются на сброшюрованных листах писчей бумаги. В отчетах приводятся расчетные схемы рассчитываемых конструкций и результаты расчета в виде эпюр для рам и схемы фермы с нанесением на них значениями усилий в стержнях.

Таблица 1 - Варианты геометрии ферм

Вариант	Схема	а	B
01	1	2	12
02	2	2,4	18
03	3	3	24
04	4	3,6	30
05	5	4	36
06	6	4,8	12
07	7	6	18
08	8	2	24
09	9	2,4	30
10	10	3	36
11	1	3,6	12
12	2	4	18
13	3	4,8	24
14	4	6	30
15	5	2	36
16	6	2,4	12
17	7	3	18
18	8	3,6	24
19	9	4	30
20	10	4,8	36
21	1	6	12
22	2	2	18
23	3	2,4	24
24	4	3	30
25	5	3,6	36
26	6	4	12
27	7	4,8	18
28	8	6	24
29	9	2	30
30	10	2,4	36

Таблица 2 – Варианты нагрузок на ферму

Вариант	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5	Р6	Р7
01	2	-	9	-	-	14	-
02	-	3	-	10	-	-	15
03	16	-	4	-	11	-	-
04	-	17	-	5	-	12	-
05	-	-	18	-	6	-	13
06	4	-	-	19	-	7	-
07	-	5	-	-	20	-	8
08	19	-	6	-	-	2	-
09	11	-	-	7	-	-	3
10	-	12	-	-	8	20	-
11	-	-	13	-	2	9	-
12	18	-	-	14	-	-	10
13	-	19	-	-	15	-	3
14	4	-	20	-	-	16	-
15	6	-	-	2	-	-	17
16	-	7	-	-	3	-	5
17	6	-	8	-	-	4	-
18	13	-	-	9	-	-	5
19	-	14	-	-	10	7	-
20	8	-	15	-	-	11	-
21	20	-	-	16	-	-	12
22	-	2	-	-	17	9	-
23	10	-	3	-	-	18	-
24	8	-	-	4	-	-	19
25	-	9	-	-	5	11	-
26	-	12	10	-	-	6	-
27	15	-	-	11	-	-	7
28	-	16	-	-	12	-	13
29	14	-	17	-	-	13	-
30	-	15	-	18	-	-	14

Таблица 3 – Варианты геометрии регулярных рам

Вариант	Схема	а1	а2	а3	а4	а5	а6	а7
01	1	2	5	2	3	7	3	5
02	2	3	6	5	3	4	8	4
03	3	4	7	6	6	4	5	2
04	4	5	8	4	7	7	5	6
05	1	6	7	2	5	8	8	6
06	2	7	6	8	3	6	2	2
07	3	8	7	7	2	4	7	3
08	4	3	5	8	8	3	5	8
09	1	4	5	6	2	2	4	6
10	2	5	7	6	7	3	3	5
11	3	6	6	8	2	8	4	4
12	4	7	2	7	8	3	2	4
13	1	8	8	3	5	2	4	3
14	2	4	7	2	4	6	3	5
15	3	5	6	8	3	5	7	4
16	4	6	5	7	2	4	6	8
17	1	7	4	6	8	3	5	7
18	2	8	3	5	7	2	4	6
19	3	6	2	4	6	8	3	5
20	4	7	8	3	5	7	2	4
21	1	8	7	2	4	6	8	3
22	2	2	6	8	3	5	7	2
23	3	3	5	7	2	4	6	8
24	4	4	4	6	8	3	5	7
25	1	5	3	5	7	2	4	6
26	2	6	2	4	6	8	3	5
27	9	7	7	3	5	7	2	4
28	4	8	4	8	4	6	8	3
29	1	3	7	5	2	5	7	2
30	2	4	8	2	6	3	6	8

Таблица 4 – Варианты нагрузок на регулярные рамы

Вариант	Р1	Р2	Р3	Р4	q1	q 2	q 3	q 4	q 5	q 6	q 7	q 8	q 9	q10
01	2			13	2				8
02		3	14			3		9			6
03		15	4		7		4							5
04	16			5		2		5					4
05	6		2		3				6			3
06		7				4				7	2
07	3		8				5			9	8
08				9				6	8			9
09	10		4					7	7				2
10		11		5			6			8				3
11	17		12			5					9		4
12		6		13	4			8				5
13	14					3					6		2
14		15	7				2			7				3
15	8		16					9	8				4
16	18			17				9	8			5
17	18		9				2			7	6
18		19		10		3				7	6
19	11		20		4				8			5
20		12		2		5		9					4
21	3		13				6			9				3
22		4		14		2		7					2
23	19		5		3				8			9
24		15		6		4				9	8
25	7		16				5			7	2
26		8		17				6	6			3
27	20		9					5	7				4
28		18		10			4			8				5
29	11		19			3					9		6
30		12		20	2			3				7

Таблица 5 – Варианты геометрии нерегулярных рам

Вариант	Схема	а1	а2	а3	а4	а5	а6
01	1	2	4	2	6	2	3
02	2	5	3	5	3	7	4
03	3	4	6	4	6	4	8
04	4	2	5	7	5	7	5
05	5	2	3	6	8	6	8
06	6	7	3	4	7	2	7
07	7	8	8	4	5	8	3
08	8	6	2	2	5	6	8
09	1	6	7	3	3	6	7
10	2	5	7	8	4	4	5
11	3	3	6	8	2	5	5
12	4	3	4	7	2	3	6
13	5	7	4	5	8	3	4
14	6	2	8	5	6	2	4
15	7	8	3	2	6	7	8
16	8	7	2	4	3	7	2
17	1	6	8	3	5	4	8
18	2	5	7	2	4	6	5
19	3	6	6	8	3	5	7
20	4	4	7	7	2	4	6
21	5	3	5	8	8	3	5
22	6	2	4	6	2	2	4
23	7	8	3	5	7	3	3
24	8	2	2	4	6	8	4
25	1	5	3	3	5	7	2
26	2	2	6	4	4	6	8
27	3	2	3	7	5	5	7
28	4	6	3	4	8	6	6
29	5	2	7	4	5	2	7
30	6	4	3	8	5	6	3

Таблица 6 – Варианты нагрузок на нерегулярные рамы

Вариант	Р	q1	q 2	q 3	q 4	q 5	q 6	q 7
01	10	2				9
02	12		3				2
03	14			4				3
04	16	4			5
05	18		5			6
06	20			6			7
07	22				7			8
08	24	3				8
09	26		4				9
10	28			5				2
11	30	2			6
12	32		3			7
13	34			4			8
14	36				5			9
15	38	9				6
16	40		2				7
17	11			3				8
18	13	8			4
19	15		9			5
20	17			2			6
21	19				3			7
22	21	7				4
23	23		8				5
24	25			9				6
25	27	6			2
26	29		7			3
27	31			8			4
28	33				9			5
29	35	3				1
30	37		4				2

Приложение А

(обязательное)

Схемы ферм

Рисунок А.1

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]