- •Методичні вказівки
- •1 Загальнi положення
- •2 Програма та методичнi вказiвки до тем курсу
- •2.1 Вступ
- •2.2 Розрахункова схема будівлі (споруди)
- •2.3 Кінематичний аналіз розрахункових схем будівель (споруд)
- •2.4 Статично визначувані стержневі системи
- •2.4.1 Методи визначення зусиль від нерухомого навантаження в статично визначуваних системах
- •2.4.2 Тришарнірні системи
- •2.5 Статично невизначувані стержневі системи
- •2.5.1 Загальні поняття про статично невизначувані системи
- •2.5.2 Метод сил
- •3 Послідовність виконання розрахунково - графічної роботи
- •3.1 Зміст розрахунково-графічної роботи
- •3.2 Визначення варіанта шифру для виконання ргр
- •3.3 Вимоги до оформлення розрахунково-графічної роботи
- •4 Екзаменаційні питання з курсу “будівельна механіка”
- •Література Основна
- •Допоміжна
- •Додаток а Таблиці вихідних даних для виконання ргр
- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка
- •Вихідні дані для виконання ргр
- •Визначення внутрішніх зусиль від постійного навантаження в тришарнірній рамі
- •1.1. Розрахункова схема
- •1.2. Кінематичний аналіз розрахункової схеми
- •1.3. Визначення опорних реакцій тришарнірної рами
- •1.4. Побудова епюр внутрішніх зусиль
- •2.3. Вибір основної системи методу сил. Канонічні рівняння методу сил
- •2.4. Побудова в основній системі епюр згинальних моментів від одиничних значень основних невідомих і від зовнішнього навантаження
- •2.5. Обчислення коефіцієнтів матриці податливості, вектора вільних членів та їх перевірки
- •2.6. Розв’язок системи канонічних рівнянь методу сил, обчислення значень основних невідомих
- •2.7. Побудова епюр внутрішніх зусиль для заданої системи, кінематична перевірка епюри згинальних моментів, статична перевірка епюр внутрішніх зусиль
- •Література
2.3. Вибір основної системи методу сил. Канонічні рівняння методу сил
Основну систему методу сил (ОСМС) вибираємо шляхом відкидання зайвих в’язей, навантаживши при цьому її зовнішніми силами та зусиллями відкинутих зайвих в’язей Х1, Х2, Х3.
Х1, Х2, Х3 – основні невідомі методу сил.
Поверхова схема основної системи методу сил має такий вигляд:
Для основної системи методу сил запишемо канонічні рівняння у вигляді системи лінійних алгебраїчних неоднорідних рівнянь:
Зміст канонічних рівнянь:
– першого – переміщення перерізу, де прикладена невідома Х1 у напрямку невідомої Х1, від основних невідомих і зовнішнього навантаження дорівнює нулю;
– другого – переміщення перерізів, де прикладені невідомі Х2 у напрямку невідомих Х2, від основних невідомих і зовнішнього навантаження дорівнює нулю;
– третього – переміщення перерізів, де прикладені невідомі Х3 у напрямку невідомих Х3, від основних невідомих і зовнішнього навантаження дорівнює нулю.
У матричному вигляді система має вигляд:
,
де – матриця податливості;
– вектор невідомих;
– вектор вільних членів.
; ; .
2.4. Побудова в основній системі епюр згинальних моментів від одиничних значень основних невідомих і від зовнішнього навантаження
Епюри згинальних моментів від одиничних значень основних невідомих.
Для перевірки коефіцієнтів та вільних членів канонічних рівнянь методу сил виконуємо побудову одиничної епюри моментів від сумісної дії Х1=1, Х2=1, Х3=1 за формулою
.
Епюра згинальних моментів в осно вній системі від заданого навантаження.
2.5. Обчислення коефіцієнтів матриці податливості, вектора вільних членів та їх перевірки
Коефіцієнти канонічних рівнянь методу сил (матриці податливості) визначаємо за формулою
; i, k =1,2,3.
;
; ;
;
.
Отже, маємо .
Перевірка коефіцієнтів матриці податливості
;
.
Отже, коефіцієнти матриці податливості обчислені правильно.
Вільні члени канонічних рівнянь методу сил (вектор вільних членів) визначаються за формулою
,
де – епюра згинальних моментів в основній системі від заданого навантаження;
;
;
.
Перевірка вільних членів канонічних рівнянь методу сил
; .
Отже, вільні члени канонічних рівнянь методу сил обчислені правильно.
2.6. Розв’язок системи канонічних рівнянь методу сил, обчислення значень основних невідомих
Система канонічних рівнянь методу сил має вигляд:
Після розв'язування системи одержимо
;
;
.
Перевірка розв'язування системи канонічних рівнянь методу сил
;
.
;
.
;
.
2.7. Побудова епюр внутрішніх зусиль для заданої системи, кінематична перевірка епюри згинальних моментів, статична перевірка епюр внутрішніх зусиль
1. Побудова епюри згинальних моментів
Згідно з принципом суперпозиції, епюру згинальних моментів М для заданої системи будуємо таким чином:
.
а) кінематична перевірка епюри згинаючих моментів для заданої системи
.
Відносна похибка: .
Висновок: епюру Mх побудовано правильно.
б) статична перевірка епюри згинальних моментів для заданої системи
;
;
;
.
2. Побудова епюри поперечних зусиль
Епюру поперечних зусиль Q будуємо з використанням епюри згинальних моментів для заданої системи, розглядаючи окремо кожний її елемент.
Елемент DCК
Опорні реакції
;
;
: ;
: ;
.
Перевірка: : ;
.
Ділянка DO: Ділянка OP:
; ;
. ;
.
Ділянка CL: Ділянка OP:
; ;
; ;
. .
Елемент BC
Опорні реакції:
: ;
;
: .
Ділянка BC:
;
.
Елемент AЕC
Ділянка CE:
;
Ділянка EA:
Отже, епюра Q для заданої системи буде мати такий вигляд:
3. Побудова епюри поздовжніх зусиль
Епюру поздовжніх зусиль N будуємо шляхом використання умов рівноваги окремих вузлів системи ; .
У результаті розрахунків отримаємо епюру N для заданої системи.
4. Загальна статична перевірка заданої системи
: ; .
: ; .
Висновок. Задана система знаходиться в рівновазі, епюри Q та N побудовано правильно.
Розрахункова схема (задана система)
|
|
|
|
|
|
|
|
|