- •Саратовский государственный технический университет применение метода начальных параметров к расчету балки на упругом основании
- •Саратов 2011 содержание
- •Введение
- •Цель работы
- •Постановка задачи
- •Задание
- •Определение начальных параметров y0, φ0, m0, q0 из условий закрепления балки по концам
- •Построение эпюр y (z), φ (z), m (z), q (z) и реактивных давлений r (z)
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание и оформление отчета о работе
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •1. Таблица числовых значений
- •2. Расчетные схемы балок
- •3. Схемы нагрузок
- •Программа расчета балки на упругом основании
- •Программа
- •Контрольные примеры Контрольный пример I
- •Контрольный пример II
- •Литература Основная
- •Дополнительная
Варианты заданий
1. Таблица числовых значений
№ n/n |
a м |
с м |
b м |
h м |
К0 * 106 н/м3 |
К0 b, МПа |
Е, МПа |
1 |
1 |
2 |
0,3 |
0,40 |
200 |
60 |
21000 |
2 |
2 |
1 |
0,35 |
0,40 |
150 |
52,5 |
21000 |
3 |
1,2 |
1,8 |
0,35 |
0,45 |
100 |
35 |
21000 |
4 |
1,8 |
1,2 |
0,40 |
0,50 |
50 |
20 |
21000 |
5 |
2,4 |
0,6 |
0,45 |
0,45 |
10 |
4,5 |
21000 |
6 |
0,6 |
2,4 |
0,50 |
0,50 |
8 |
4,0 |
21000 |
17
2. Расчетные схемы балок
18
3. Схемы нагрузок
19
Программа расчета балки на упругом основании
«BNYOS »
Построение эпюр прогиба у (z), углов поворота сечения φ (z), изгибающих моментов M (z) и поперечных сил Q (z) удобно производить с помощью ПЭВМ. При выполнении расчетно-графической работы используется программа, составленная на языке Paskal 7.0 для ПЭВМ, в которых имеется данный алгоритмический язык [5]. Кроме того, возможен вариант использования файла данной программы BNYOS.EXE, который может быть запущен практически на любой ПЭВМ. Программа позволяет строить эпюры y, φ, M, Q для балок на упругом Винклеровском основании с любыми типами опирания по концам и любым типом нагружения.
Согласно алгоритму в программе приняты обозначения, рис.10:
mi = Мi – массив чисел, равных величинам моментов (Нм),
Рi = Рi – массив чисел, равных величинам сосредоточенных сил (Н),
qi =gi – массив чисел, равных величинам равномерно распределенных нагрузок (Н/м),
ai, bi, ci, dgi – массивы расстояний от начала координат до соответствующей точки приложения сил, рис.8, (м),
у (z) = PRO – прогиб балки (м),
φ (z) = УGOL – угол поворота сечения балки (рад),
M (z) = mm – изгибающий момент в балке (Нм),
Q (z) = QQ – поперечная сила в балке (Н),
α = Н – коэффициент,
y0 = yØ – начальный параметр (м),
φ0 / α = FØ – приведенный начальный параметр (м),
– M0 / (EIα2) = MØ – приведенный начальный параметр (м),
– Q0 / (EIα3) = QØ – приведенный начальный параметр (м),
L = L – длина балки (м),
20
K = LR – коэффициент погонной жесткости упругого основания (Па),
E = e – модуль упругости материала балки (Па),
Ix = u – момент инерции сечения балки (м4),
Z = KOO – координата сечения балки (м).
Для работы с программой необходимо ввести исходные данные:
1. L –длину балки (м),
2. n – число строк в таблице исходных данных о силах и расстояниях до этих сил от начала координат,
3. e – модуль упругости материала балки (Па),
4. bbb – ширину балки (м),
5. hhh – высоту балки (м),
6. LR – погонный отпор основания (Па),
7. t – число равноотстоящих точек печати по длине балки величин у (z), φ (z), M (z), Q (z),
8. Таблицу исходных данных о величинах внешних сил и расстояниях от начала координат до точек приложения сил. Максимальное число сил каждого вида не должно превышать 5. Число строк n определяется наибольшим количеством сил того или иного вида. Все строки должны быть заполнены значениями сил и расстояний.
Таблица исходных данных
№ строки |
Мi Нм |
ai м |
Рi Н |
Bi М |
Gi H/м |
ci м |
dgi м |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
Отметим следующее обстоятельство. Если при конкретном значении индекса I отсутствует какая-нибудь сила (Рi, Мi, gi), то вместо силы вводится ноль, а вместо ее координаты желательно вводить координату, большую длины балки. При этом программа обходит вычисления, связанные с учетом данной нулевой силы.
В заключение ввода исходных данных задаются величины приведенных начальных параметров:
9. yØ – начальный параметр (м),
10. FØ – приведенный начальный параметр (м),
11. MØ – приведенный начальный параметр (м),
12. QØ – приведенный начальный параметр (м),
21
При счете ПЭВМ выводит на печать для каждого значения координаты сечения KOO = Z величины прогибов РГО = у (z), углов поворота сечений уgol = φ (z), изгибающих моментов MM = M (z), поперечных сил QQ = Q (z), отпора основания otp = LR · y (z) для указанного при вводе числа точек.
После окончания печати данной таблицы в программе предусмотрено многократное дополнительное введение такой координаты сечения KOO = Z, которая расположена на Δ ≈ 10-6 (м) левее или правее точки приложения Рi или Мi. Это позволяет по программе определить как левые, так и правые ординаты эпюр для данных сечений и правильно построить эпюры Q и М.
Для проверки счета ПЭВМ необходимо вычислить у (z), φ (z), M (z), Q (z) в каком-нибудь сечении без помощи ПЭВМ и сопоставить полученные результаты.
Следует обратить внимание, что вычисления по программе ведутся с весьма высокой точностью EXTENDED, поэтому величины приведенных начальных параметров y0, φ0 / α, – M0 / (EIα2), – Q0 / (EIα3) необходимо вычислять не менее чем с 6 верными знаками.