Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабор_самост_ЛІРА.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
4.22 Mб
Скачать

Лабораторна робота №1 Розрахунок напружено-деформованого стану чотирипролітної балки

Мета роботи: виконати розрахунок чотирипролітної балки.

Завдання для підготовки до виконання лабораторної роботи

Розрахувати чотирипролітну балку, визначити напруження, дослідити епюри згинального моменту і поперечних сил.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1 Смирнов В.А. Александров А.В., Лащенков В.А., Шапошников Н.Н. Строительная механика стержневых систем.– М.: Стройиздат, 1981.

2 Зенкевич О.К., Ченг Ю.К. Метод конечного элемента в задачах строительной и непрерывной механики. – М.,1971.

3 Съярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. –М., "МИР", 1980.

4 Стрелец-Стрелецкий Е.Б., Расчетные сочетания напряжений для конструкций типа балки-стенки и плиты. Строительная механика и расчет сооружений, № 3, 1986.

Умова задачі і вихідні дані:

1 Розрахувати і проаналізувати напружено-деформований стан чотирипролітної нерозрізної балки (рис.2.1).

Кожен стержень прольоту має відповідно довжину: перший – 4 м; другий – 7 м; третій і четвертий – 5 м.

Профіль стержнів має прямокутну форму з розмірами: h=40 см, b=20 см (усі елементи конструкції, крім другого) і h=30 см, b=45 см (другий елемент).

Механічні характеристики: модуль Юнга Е=3е6 тс/м3; щільність матеріалу Ro=2,75 тс/м3.

Навантаження на конструкцію:

перше завантаження − власна вага;

друге завантаження − зосереджена сила в першому прольоті 7,5 т від устаткування; трапецієвидне навантаження в другому прольоті від матеріалу, що складається;

третє завантаження − зосереджені сили в другому і третьому прольотах величиною 6,4 т від устаткування;

четверте завантаження − розподілене навантаження в третьому і четвертому прольотах від матеріалу, що складається.

2 Вивести епюри поперечних сил і згинальних моментів у кожному завантаженні.

Рисунок 2.1 – Чотирипролітна нерозрізна балка

Під час виконання лабораторної роботи студент повинен знати: мету виконання лабораторної роботи, порядок її виконання, загальні теоретичні положення будівельної механіки, можливості ПК ЛІРА, його інтерфейс, виконати аналіз одержаних результатів.

Після виконання лабораторної роботи студент повинен вміти: виконувати розрахунок напружено-деформованого стану чотирипролітної балки, будувати епюри та визначати напруження.

Порядок виконання лабораторної роботи наведено в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Послідовність дій під час розрахунку напружено-деформованого стану чотирипролітної балки

Етапи

Команди

Порядок виконання

1

2

3

Створення файлу для нової задачі

ФАЙЛ/НОВЫЙ

Задати

ім’я файлу –БАЛКА,

ознака схеми (кількість ступенів вольності) – 2 (три ступені вольності у вузлі – два переміщення і поворот в площині X0Z)

Створення геометрії схеми

СХЕМА/СОЗДАНИЕ/ РЕГУЛЯРНЫЕ ФРАГМЕНТЫ И СЕТИ (піктограма )

Задати

крок уздовж першої (горизонтальної) осі

Значення

L (мм)

Кількість

N

4

7

5

1

1

2

Призначення закріплень у вузлах

1 ВЫБОР/ОТМЕТКА УЗЛОВ

(піктограма )

2 СХЕМА/СВЯЗИ

Призначити зв’язки за переміщеннями X і Z вузлу 1.

Призначити зв’язки за пере-міщенням Z вузлам 2, 3, 4, 5

Задання жорсткостей елементів

ЖЕСТКОСТИ/

ЖЕСТКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ (піктограма )

Брус (бетон)

Призначити жорсткості для всіх елементів схеми, крім елемента з номером 2:

модуль пружності

E = 3е6 тс/м2,

геометричні розміри перерізу:

В = 20 см,

Н = 40 см,

об’ємна вага Ro=2,75 тс/м3.

Продовження табл. 2.1

1

2

3

ТЕКУЩИЕ ТИПЫ ЖЕСТКОСТИ

Брус (бетон)

Призначити жорсткість для елемента 2:

модуль пружності

E = 3е6 тс/м2,

геометричні розміру перерізу:

В = 30 см,

Н = 45 см,

об’ємна вага Ro=2,75 тс/м3.

Призначення навантажень

1 НАГРУЗКИ/ВЫБОР ЗАГРУЖЕНИЯ

2 НАГРУЗКИ/ ДОБАВИТЬ

СОБСТВЕННЫЙ ВЕС

3 НАГРУЗКИ /НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ

Номери завантаження:

1-ше завантаження – власна вага,

2-ге завантаження – зосереджена сила в першому прольоті 7,5 т від устаткування; трапецієвидне навантаження в 2-му прольоті від складованого матеріалу:

1 Виділити перший елемент схеми і призначити для цього елемента зосереджену силу:

– у діалоговому вікні за допомогою радіо-кнопки обрати систему координат "Местная";

– за допомогою радіо-кнопки задати напрям дії наван-таження вздовж місцевої осі Z;

– задати зосереджену силу, в діалоговому вікні обрати піктограму ;

– у наступному діалоговому вікні задати величину сили Р=7,5 т і відстань від першого вузла елемента до точки прикладення сили А=2,3 м;

– натиснути на кнопку "Подтвердить".

Продовження табл. 2.1

1

2

3

2 Виділити другий елемент схеми і призначити трапецієвидне навантаження на цей елемент:

– у діалоговому вікні за допомогою радіо-кнопки вказати систему координат "Местная";

– задати напрям дії навантаження вздовж місцевої

осі Z;

– у діалоговому вікні обрати піктограму ;

– задати величину сили в початковій і кінцевій точках її прикладення Р1=1,8 т/м і Р2=4,4 т/м; відстань від першого вузла елемента А1=0,7 м і А2=5,3 м;

– натиснути на кнопку "Подтвердить".

3-тє завантаження – зосе-реджена сила на елементи 2 і 3:

– виділити на схемі елементи 2, 3;

– обрати номер завантаження (НАГРУЗКА/ВЫБОР ЗАГРУ-ЖЕНИЯ);

– подати команду НАГРУЗКА/ НАГРУЗКА НА УЗЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ;

– у діалоговому вікні за допомогою радіо-кнопки обрати систему координат "Местная";

– за допомогою радіо-кнопки задати напрям дії наван-таження вздовж місцевої осі Z;

Продовження табл. 2.1

1

2

3

– задати зосереджену силу, в діалоговому вікні обрати піктограму ;

– у наступному діалоговому вікні задати величину сили Р=6,4 т і відстань від першого вузла елемента до точки її прикладення А = 3,2 м;

– натиснути на кнопку "Подтвердить".

4-те завантаження – розподілене навантаження в 3-му і 4-му прольотах:

– виділити на схемі елементи 3 і 4;

– у діалоговому вікні за допомогою радіо-кнопки обрати систему координат "Местная";

– за допомогою радіо-кнопки задати напрям дії навантаження вздовж місцевої осі Z;

– для того, щоб задати рівномірно-розподілене навантаження, в діалоговому вікні потрібно обрати піктограму ;

– у наступному діалоговому вікні задати величину сили Р=5,6 т;

– натиснути на кнопку "Подтвердить".

Створення таблиці РСУ

НАГРУЗКИ/РСУ/ГЕНЕРАЦИЯ ТАБЛИЦЫ РСУ

Для 1-го завантаження (приймається за замовчу-ванням):

– указати на пункт «постоянное» в наявному списку;

Продовження табл. 2.1

1

2

3

– указати на кнопку "Подтвердить" (після чого введені дані відобразяться окремим рядком у зведеній інформаційній таблиці РСУ і номер завантаження автома-тично зміниться);

для 2–го завантаження: – указати на пункт «постоянное» в наявному списку;

– натиснути на кнопку "Подтвердить" (після чого введені дані відобразяться окремим рядком у зведеній інформаційній таблиці РСУ і номер завантаження автоматично зміниться);

для 3–го завантаження: – вказати на пункт «кратко-временное» в наявному списку;

– натиснути на кнопку "Подтвердить" (після чого введені дані відобразяться окремим рядком у зведеній інформаційній таблиці РСУ і номер завантаження автоматично зміниться);

для 4­–го завантаження: – указати на пункт «временное длительное» в наявному списку;

– натиснути на кнопку "Подтвердить" (після чого введені дані відобразяться окремим рядком у зведеній інформаційній таблиці РСУ)

Продовження табл. 2.1

1

2

3

Виконання розрахунку

РЕЖИМ/ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ (піктограма )

Програма переходить у режим розрахунку, на екран виводиться індикатор стану розрахунку

Режим візуалізації результатів розрахунку

РЕЖИМ/РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА (піктограма )

Виведення на екран епюр, команда меню

УСИЛИЯ/ЭПЮРЫ

Порядок представлення та оформлення звіту

Після виконання лабораторної роботи студент повинен оформити та представити звіт про виконання лабораторної роботи.

Під час оформлення звіту про виконання лабораторної роботи необхідно:

  • на титульному аркуші вказати: назву університету, кафедри; назву та номер лабораторної роботи; прізвище, ініціали та номер групи студента; дату виконання; прізвище та ініціали викладача;

  • оформити звіт, використовуючи отримані результати, побудувати епюри сил і моментів;

  • сформулювати висновки відповідно до мети роботи, базуючись на отриманих результатах.

Питання для самоконтролю

1 Наведіть алгоритм розрахунку напружено-деформованого стану нерозрізної балки.

2 Які геометричні параметри необхідно задати для балки?

3 Які стандартні типи перерізів були використані під час розрахунку напружено-деформованого стану нерозрізної балки?

4 Опишіть типи закріплень у вузлах балки?

5 Які типи епюр одержано в процесі розрахунку балки?