3 Основные гипотизы их последствия моделирования связеи между эле-ми моделирование опор.

Различают следующие основные виды соединения стержней между собой:

шарнирное:

жесткое:

комбинированное:

Устройства, соединяющие конструкцию с основанием (землей), называются опорами. Различают следующие виды опор:

1. Шарнирно подвижная (рис. 1.1).

C кинематической точки зрения такая опора характеризуется тем, что препятствует тоько поступательному перемещению перпендикулярно оси стержня опоры.

2. Шарнирно неподвижная(рис. 1.2).

С кинематической точки зрения такая опора характеризуется отсутствием линейных смещений.

3. Защемление (рис. 1.3).

Эта опора не допускает ни линейных, ни угловых перемещений.

На схематичных рисунках опор показаны направления действия опорных реакций, вызванных внешними нагрузками.

4 Геометр. Анализ схемы опред усилии метод сечении правило знаков.

Свойство системы изменять форму при отсутствии приращений деформаций в ее элементах называется изменяемостью.

С кинематической точки зрения стержневые системы могут быть:

– геометрически неизменяемые, имеющие лишь необходимое количество связей для обеспечения неизменяемости – статически определимые стержневые системы;

– геометрически неизменяемые, обладающие большим числом связей» чем это необходимо для обеспечения неизменяемости – статически неопределимые стержневые системы;

– геометрически изменяемые.

С учетом введенных понятий, легко построить формулу для определения числа степеней свободы любого сооружения:

W = 3D – 2Ш – С0,

где:

D – число жестких дисков в стержневой системе;

Ш – число простых шарниров, при помощи которых соединены между собой простые диски;

С0 – число опорных стержней, при помощи которых сооружение связано с землей.

Р ассмотрим основные типы элементарных геометрически неизменяемых систем.

1. К двум дискам, связанным общим шарниром А присоединен при помощи двух шарниров В и С третий, причем, прямая, соединяющая оси шарниров В и С не пересекает точку А (рис. 2.3).

2. Два жестких диска соединены между собой при помощи трех стержней, оси которых не параллельны и не пересекаются в одной точке (рис. 2.4).

3. Два жестких диска соединены между собой при помощи одного шарнира и стержня, ось которого не пересекает шарнир (рис. 2.5).

Если геометрически неизменяемая система характеризуется равенством нулю степеней свободы (W=0), то она является статически определимой, т.е. для ее расчета достаточно одних уравнений равновесия. При наличии у геометрически неизменяемой системы дополнительных связей (W<0), она является статически неопределимой и для ее расчета одних уравнений равновесия уже недостаточно.

Для определения внутренних усилий, как нам известно из сопротивления материалов, используется метод сечений. Суть его заключается в том, что мысленно проводится сечение, рассекающее рассматриваемую стержневую систему на две части (так называемо замкнутое сечение). Этот прием позволяет "вскрыть" внутренние силы, рассмотрев равновесие любой из отсеченных частей стержневой системы под действием оставшейся на ней внешней нагрузки, опорных реакций и возникающими внутренними силами в самом сечении (рис. 2.7а).

Условно задачу определения внутренних усилий можно разбить на два этапа:

1. Определение реакций опор, при помощи которых сооружение связано с основанием и реакций связей отдельных жестких дисков друг с другом.

2. Определение внутренних усилий и построение их эпюр.

Изгибающий момент - М в сечении равен алгебраической сумме моментов всех сил, действующих по одну сторону от сечения, относительно точки пересечения сечения с осью стержня.

Эпюра М. строится на растянутых волокнах стержня. Очер­тание эпюры М. имеет ряд особенностей, которые легко запомнить:

– на ненагруженном участке стержня эпюра М линейна;

– в точке приложения сосредоточенной силы эпюра Μ имеет излом в направлении силы;

– в точке приложения сосредоточенного момента в эпюре М будет скачок на величину момента;

– на участке с распределенной нагрузкой эпюра M. криво­линейна с выпуклостью в сторону действия нагрузки.

Поперечная сила Q в сечении равна алгебраической сумме проекций всех сил, действующих по одну сторону сечения, на нормаль к оси стержня.

Поперечная сила считается положительной, если вращает отсеченную часть по часовой стрелке.

Характер изменения эпюры Q связан с известной дифференциальной зависимостью с изгибающим моментом:

Следовательно:

– на ненагруженном участке эпюра Q постоянна;

– на участке, где действует равномерно распределенная нагрузка, эпюра Q линейна. Нулевому значению поперечной силы отвечает экстремальное значение изгибающего момента;

– в месте приложения сосредоточенной силы в эпюре Q будет скачок на величину этой силы.

Продольная (нормальная) сила N в сечении равна алгебраической сумме проекций всех сил, действующих по одну сторону сечения, на касательную к оси стержня в этом сечении.

В большинстве стержневых систем положительной считается растягивающая продольная сила. В арках положительной считается сжимающая сила.

В отношении очертания эпюры N можно сказать следующее:

- на участке прямого стержня, свободном от внешней нагрузки, действующей вдоль оси стержня, эпюра N должна быть постоянна;

- В месте приложения сосредоточенной силы вдоль оси стержня в эпюре N будет скачок на величину этой силы.