MECHANIKA BUDOWLI 2 1. UKŁADY PRZESTRZENNE

Podobne dokumenty
1. WZORY TRANSFORMACYJNE METODY PRZEMIESZCZEŃ

Przykład 5.1. Kratownica dwukrotnie statycznie niewyznaczalna

Część 1 7. TWIERDZENIA O WZAJEMNOŚCI 1 7. TWIERDZENIA O WZAJEMNOŚCI Twierdzenie Bettiego (o wzajemności prac)

9. STATECZNOŚĆ SPRĘŻYSTA UKŁADÓW PRĘTOWYCH

2. STOPIEŃ KINEMATYCZNEJ NIEWYZNACZALNOŚCI

Przykład 3.2. Rama wolnopodparta

Przykład 2.3 Układ belkowo-kratowy.

Stateczność układów ramowych

Przykład 4.1. Belka dwukrotnie statycznie niewyznaczalna o stałej sztywności zginania

Część 2 4. RAMY OBCIĄŻONE TERMICZNIE, OSIADANIEM PODPÓR ORAZ PRZYPADKI RAMY OBCIĄŻONE TERMICZNIE, OSIADANIEM PODPÓR ORAZ PRZYPADKI SZCZEGÓLNE

DRGANIA WŁASNE RAM OBLICZANIE CZĘSTOŚCI KOŁOWYCH DRGAŃ WŁASNYCH

MECHANIKA BUDOWLI 13

5. METODA PRZEMIESZCZEŃ - PRZYKŁAD LICZBOWY

TWIERDZENIA O WZAJEMNOŚCIACH

Przykład 4.4. Belka ze skratowaniem

5. MES w mechanice ośrodka ciągłego

Część 2 8. METODA CROSSA 1 8. METODA CROSSA Wprowadzenie

MECHANIKA BUDOWLI 6 CIĘŻARY SPRĘŻYSTE

3. METODA PRZEMIESZCZEŃ - ZASADY OGÓLNE

4. RÓWNANIE PRACY WIRTUALNEJ

Sił Si y y w ewnętrzne (1)(1 Mamy my bry r łę y łę mate t r e iralną obc ob iążon ż ą u kła k de d m e si m ł si ł

Wrocław 2003 STATECZNOŚĆ. STATYKA 2 - projekt 1 zadanie 2

BELKI CIĄGŁE STATYCZNIE NIEWYZNACZALNE

1. METODA PRZEMIESZCZEŃ

Przykład 3.1. Wyznaczenie zmiany odległości między punktami ramy trójprzegubowej

Wykład 1 Zagadnienie brzegowe liniowej teorii sprężystości. Metody rozwiązywania, metody wytrzymałości materiałów. Zestawienie wzorów i określeń.

MECHANIKA BUDOWLI 11

KORZYŚCI PŁYNĄCE ZE STOSOWANIA ZASADY PRAC WIRTUALNYCH NA PRZYKŁADZIE MECHANIKI OGÓLNEJ. 1. Wprowadzenie. 2. Więzy układu materialnego.

Ćw. 5. Wyznaczanie współczynnika sprężystości przy pomocy wahadła sprężynowego

Funkcja momentu statycznego odciętej części przekroju dla prostokąta wyraża się wzorem. z. Po podstawieniu do definicji otrzymamy

Ćw. 5. Badanie ruchu wahadła sprężynowego sprawdzenie wzoru na okres drgań

WYZNACZANIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W BELCE

Wstępne przyjęcie wymiarów i głębokości posadowienia

8. ANALIZA KINEMATYCZNA I STATYCZNA USTROJÓW PRĘTOWYCH

Linie wpływu w belkach statycznie niewyznaczalnych

Małe drgania wokół położenia równowagi.

Część ZADANIA - POWTÓRKA ZADANIA - POWTÓRKA. Zadanie 1

OBLICZANIE RAM METODĄ PRZEMIESZCZEŃ WERSJA KOMPUTEROWA

Wyznaczanie przemieszczeń

F - wypadkowa sił działających na cząstkę.

MECHANIKA BUDOWLI 4. Słowa kluczowe: praca wirtualna, przemieszczenie wirtualne

KONSPEKT WYKŁADU. nt. METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH TEORIA I ZASTOSOWANIA. Piotr Konderla

1. Obciążenie statyczne

Podpory sprężyste (podatne), mogą ulegać skróceniu lub wydłużeniu pod wpływem działających sił. Przemieszczenia występujące w tych podporach są

WIERZBICKI JĘDRZEJ. 4 (ns)

MECHANIKA 2 MOMENT BEZWŁADNOŚCI. Wykład Nr 10. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

WIADOMOŚCI WSTĘPNE, PRACA SIŁ NA PRZEMIESZCZENIACH

Rozwiązanie stateczności ramy MES

PROJEKT NR 2 STATECZNOŚĆ RAM WERSJA KOMPUTEROWA

STATYKA Z UWZGLĘDNIENIEM DUŻYCH SIŁ OSIOWYCH

Olga Kopacz, Adam Łodygowski, Krzysztof Tymber, Michał Płotkowiak, Wojciech Pawłowski Poznań 2002/2003 MECHANIKA BUDOWLI 1

długość całkowita: L m moment bezwładności (względem osi y): J y cm 4 moment bezwładności: J s cm 4

Kwantowa natura promieniowania elektromagnetycznego

Przykłady (twierdzenie A. Castigliano)

Przykład 1 Dany jest płaski układ czterech sił leżących w płaszczyźnie Oxy. Obliczyć wektor główny i moment główny tego układu sił.

ELEKTROTECHNIKA I ELEKTRONIKA

4.1. Modelowanie matematyczne

5.1. Kratownice płaskie

m q κ (11.1) q ω (11.2) ω =,

Z1/1. ANALIZA KINEMATYCZNA PŁASKICH UKŁADÓW PRĘTOWYCH ZADANIE 1

Zadanie 1. Dla ramy przestrzennej przedstawionej na rys. 1 wyznaczyć reakcje i sporządzić wykresy sił wewnętrznych. DANE

PRACE ORYGINALNE ORIGINAL PAPERS

POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH Zakład Mechaniki Budowli LINIE WPŁYWOWE SIŁ W UKŁADACH STATYCZNIE WYZNACZALNYCH

Zestaw zadań 4: Przestrzenie wektorowe i podprzestrzenie. Liniowa niezależność. Sumy i sumy proste podprzestrzeni.

WYZNACZENIE ROZKŁADU TEMPERATUR STANU USTALONEGO W MODELU 2D PRZY UŻYCIU PROGRMU EXCEL

Rozciąganie i ściskanie prętów naprężenia normalne, przemieszczenia 2

MECHANIKA BUDOWLI LINIE WPŁYWU BELKI CIĄGŁEJ

Mechanika teoretyczna

u u u( x) u, x METODA RÓŻNIC SKOŃCZONYCH, METODA ELEMENTÓW BRZEGOWYCH i METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

wszystkie elementy modelu płaskiego są w jednej płaszczyźnie, zwanej płaszczyzną modelu

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

obliczenie różnicy kwadratów odległości punktów po i przed odkształceniem - różniczka zupełna u i, j =1, 2, 3

ĆWICZENIE 7 Wykresy sił przekrojowych w ustrojach złożonych USTROJE ZŁOŻONE. A) o trzech reakcjach podporowych N=3

Egzamin poprawkowy z Analizy II 11 września 2013

Metody Numeryczne 2017/2018

1. ANALIZA KINAMATYCZNA PŁASKICH UKŁADÓW PRĘTOWYCH

Ćwiczenie 4 Badanie wpływu asymetrii obciążenia na pracę sieci

( ) Płaskie ramy i łuki paraboliczne. η =. Rozważania ograniczymy do łuków o osi parabolicznej, opisanej funkcją

2. Pręt skręcany o przekroju kołowym

Wykres indykatorowy Kąt obrotu wału korbowego [stopnie OWK]

Zaawansowane metody numeryczne

ROZWIĄZYWANIE DWUWYMIAROWYCH USTALONYCH ZAGADNIEŃ PRZEWODZENIA CIEPŁA PRZY POMOCY ARKUSZA KALKULACYJNEGO

2kN/m Zgodnie z wyznaczonym zadaniem przed rozpoczęciem obliczeń dobieram wstępne przekroje prętów.

PODSTAWY STATYKI BUDOWLI POJĘCIA PODSTAWOWE

Mechanika Analityczna i Drgania

Mechanika ogólna Wydział Budownictwa Politechniki Wrocławskiej Strona 1. MECHANIKA OGÓLNA - lista zadań 2016/17

Mechanika teoretyczna

6. KOMPUTEROWA WERSJA METODY PRZEMIESZCZEŃ

NAUKOWE OSIĄGNIĘCIA MECHANIKI W WALCE 0 POSTĘP W BUDOWNICTWIE

Przykład 7.3. Belka jednoprzęsłowa z dwoma wspornikami

1. Silos Strona:1 Dla danego układu wyznaczyć MTN metodą sił Rys. Schemat układu ...

- opór właściwy miedzi (patrz tabela 9.1), l długość nawiniętego na cewkę drutu miedzianego,

Ćwiczenie 410. Wyznaczanie modułu Younga metodą zginania pręta. Długość* Szerokość Grubość C l, [m] a. , [mm] [m -1 ] Strzałka ugięcia,

Laboratorium wytrzymałości materiałów

ANALIZA WYBOCZENIOWA RAM PŁASKICH I ICH MODELOWANIE W PROGRAMIE AUTODESK ROBOT STRUCTURAL ANALYSIS

gruparectan.pl 1. Metor Strona:1 Dla danego układu wyznaczyć MTN metodą przemieszczeń Rys. Schemat układu Współrzędne węzłów:

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

Obliczanie układów statycznie niewyznaczalnych metodą sił.

2P 2P 5P. 2 l 2 l 2 2l 2l


Transkrypt:

Oga Kopacz, Adam Łodygows, Krzysztof Tymper, chał łotowa, Wojcech awłows Konsutacje nauowe: prof. dr hab. JERZY RAKOWSKI oznań / ECHANIKA BUDOWLI. UKŁADY RZESTRZENNE O przestrzennośc ne śwadczy tyo geometra ae równeż sposób obcążena. Ułady przestrzenne wyazują trójwymarowy stan przemeszczeń. Na rys. poazane są dodatne zwroty sł. Naeży zwrócć szczegóną uwagę na płaszczyznę przecęca pręta (dodatna ub ujemna, tóra determnuje zwroty dodatnch sł. Tyz Ny Tyx Rys.

Na rys. poazane są dodatne zwroty momentów (sręcający Rys. Da przecętego pręta w dowonym mejscu muszą być spełnone równana równowag x x x x x x (. + + + + + ds GA T T ds GA T T ds EA N N ds GI ds EJ ds EJ S S S s S S S κ κ δ (. Gdze GI s - parametr charateryzujący sztywność na sręcane,

Sztywność na sręcena W zaeżnośc od ształtowna rodzaju materału z jaego został on wyonany, oreśa sę sztywność na zgnane. E G (. ( +ν G - moduł Krchhoffa Da prostoąta: I S h b (.4 Gdze: - współczynn zaeżny od stosunu wysoośc do szeroośc prostoąta h/b,,, B < h,46,8,6, rzy czym jao wysoość (h rozume sę dłuższy bo prostoąta Da oła: I S I (.5 Da ształtownów: I S η h b (.6 Gdze h b to wymary półe środnów tratowanych jao prostoąty Współczynn η jest zaeżny od ształtu eementu: η ątown dwuteown ceown teown,,,5 Zamnęty obszar cenoścenny: Gdze: I S 4 ϖ δ s (.7 ϖ s δ - poe powerzchn zawarte w obrębe n środowej - obwód n środowej - grubość (stała ub średna S

4. ETODA RZESZCZEŃ Starając sę zrozumeć stotę metody przemeszczeń, najwygodnej jest ją przedstawć za pomocą anaog do metody sł, tórą już poznaśmy przy użycu tórej jesteśmy wstane poczyć przemeszczena rozład sł uładów statyczne newyznaczanych. etoda przemeszczeń etoda sł newadomym weoścam są newadome są nadczbowe sły przemeszczena węzłów Ułożone równana anonczne metody przemeszczeń są równanam równowag (w ramach prostych- równana równowag węzłów W metodze przemeszczeń o czbe newadomych decyduje czba nezaeżnych obrotów przesuwów Ułożone równana anonczne metody sł są równanam przemeszczeń O czbe newadomych metody sł decyduje stopeń statycznej newyznaczanośc oreśony przez czbę podpór tarcz Rozpatrzmy ramę płasą (rys. sładającą sę z prętów połączonych węzłam, tóre tratować będzemy jao tarcze dosonae sztywne. Rys. Rama obcążona jest dowonym słam suponym ub obcążenem cągłym. od wpływem obcążeń uład odształc sę; w prętach powstane stan naprężena, tórego sładowym uogónonym są, T, N. od wpływem przemeszczena pręty podegają deformacj a węzły doznają przemeszczeń. Stan przemeszczena węzła charateryzują trzy weośc: ąt obrotu węzła ϕ oraz sładowe przemeszczena węzła: ponowa (v pozoma (u.

5 Ważne: w sformułowanu metody przemeszczeń ne będzemy uwzgędnać sracana wydłużana sę prętów pod wpływem dzałana obcążena. osługwać sę będzemy pojęcam: Węzeł swobodny- ta, tóry pod wpływem obcążena uładu może doznać przemeszczena (u ub v. Węzeł srępowany- (np. podporowe węzły są utwerdzone- ąt obrotu przesunęce równe. rzyjmjmy sładowe stanu przemeszczena węzła za weośc newadome. Gdybyśmy zna przemeszczena węzłów, mogbyśmy wyznaczyć weośc statyczne w prętach. ożna bowem tratować ażdy pręt oddzene jao poddany dzałanu obcążena zewnętrznego oraz dzałanu znanych przesunęć obrotów jego przerojów przywęzłowych. Zadane to, przy użycu metody sł, da sę obczyć da ażdego pręta. Rozpatrując uład ramowy (rys. załóżmy, że wszyste sładowe stanu przemeszczena węzłów swobodnych są równe zeru. Otrzymamy wówczas uład prętów na obu ońcach utwerdzonych. Obcążene jednego pręta wywołuje wtedy stan naprężena tyo w tym pręce. Sładowe stanu przemeszczena przerojów przywęzłowych są równe zeru. Weośc statyczne w dowonym pręce możemy wyznaczyć przy użycu metody sł, tratując ażdy z prętów jao oddzeny uład trzyrotne statyczne newyznaczany. rzyład: WĘZEŁ Złożena: I I Rys. 4 (.8

6 Wymuszamy obroty podpory węzła zgodne z rys. 5 F F ps ( ps( F F Gdze: s ( - ψ ϕ Rys. 5 F - Zgodne z metodą sł, gdy występuje wymuszony obrót (osadane można zapsać uład równań anoncznych: δ δ X X + δ + δ X X + + (.9 Zgodne z metodą sł rozwązujemy uład równań. Wyresy jednostowe do obczena przemeszczeń δ (rys.6

7 Rys. 6 Obczena przemeszczeń w mejscach sł jedynowych: δ δ δ ds ds ds 6 (. Obczena od osadana: ( + R ϕ V + V ϕ + ψ V ϕ + V ϕ + ψ (. odstawając wyznaczone weośc do uładu równań po rozwązanu go otrzymamy: X X ( ϕ + ϕ ψ ( ϕ + ϕ ψ (.

8 Otrzymane w ten sposób zaeżnośc są WZORAI TRANSFORACYJNYI metody przemeszczeń, gdze jest przęsłowym momentem przywęzłowym (rys.7. Rys. 7 Wzory transformacyjne: oreśają zaeżnośc mędzy przęsłowym przywęzłowym słam wewnętrznym a wymuszonym przemeszczenam podpór węzłowych. Korzystając z zaeżnośc (.7 można łatwo wyprowadzć wzór na sły poprzeczne: T 6 T ( ϕ + ϕ ψ (. W podobny sposób można wyprowadzć zaeżnośc da prętów: z przegubem z jednej strony ub z podporą śzgową. WZORY TRANSFORACYJNE DLA RĘTÓW RÓZNIE ODARTYCH. Da be obustronne utwerdzonej: rys.7, (.9 4 6 T T Rys. 7 ( ϕ + ϕ ψ ( ϕ + ϕ ψ ( ϕ + ϕ ψ (.4

9. Da be z przegubem na jednym ońcu: rys.8, (. T T Rys. 8 ( ϕ ψ ( ϕ ψ (.5. Da be z podporą śzgową na jednym ońcu: rys.9, (. Rys. 9 T T ( ϕ ϕ ( ϕ ϕ (.6

odczas obczeń metodą przemeszczeń wyorzystuje sę równeż wyresy momentów da obcążeń zewnętrznych. Oto a charaterystycznych przypadów:. Obcążene cągłe da pręta utwerdzonego: q Rys. q q q max (.7 4. Obcążene cągłe da pręta przegubowego: q 8 Rys. 9 q 8 max (.8

. Obcążene supone da pręta utwerdzonego: Rys. 8 8 max (.9 8 4. Obcążene supone da pręta przegubowego: Rys. 6 5 max (.

5. Obcążene supone da pręta przegubowego: Rys. 4 4 (. 8 (.

RZYKŁAD Zadaną beę (rys.4 rozwązać metodą przemeszczeń 6N q4n/m 4 6 Rys. Zgodne z założenam naeży zaboować możwe przesuwy. W tym przypadu będze to ąt obrotu na pośrednej podporze: 6N q4n/m 4 6 Rys. 4 Zapsujemy równane z jednym przesuwem: { r ϕ + R (. Korzystając ze wzorów transformacyjnych rysujemy wyres momentów na poszczegónych prętach (sładnach be: 6N q4n/m A B C 4 6 Rys. 4 Część be AB to pręt obustronne utwerdzony. Część BC to pręt utwerdzony w pt. B z podporą w pt. C. Wyorzystując wzory transformacyjne (.9. można zapsać:

Da pręta AB: Da pręta BC: ϕ A ϕ B AB BA ϕ B ϕ BC CB C u bra przesuwu ( ϕ + ϕ ψ A 4 ( ϕ + ϕ ψ B B A ( ϕ ψ o obczenu momentów rysuję wyres: B BC 6 AB AB u bra przesuwu 4 (.4 (.5 Rys. 5 Z równowag węzła można wyznaczyć r : Rys. 6 Zgodne z zaeżnoścam (..5 można narysować wyresy momentów od sł zewnętrznych:

5-8Nm -8Nm -8Nm Rys. 7 Z równowag węzła można wyznaczyć R p : Rp-[Nm] 8 Rys. 8 8 Obczone wartośc podstawa sę do uładu równań: r + R { ϕ,5 ϕ (.6 ϕ Korzystając ze wzoru superpozycyjnego ub ponowne podstawając do wzorów transformacyjnych (z obczonym ątem obrotu obczyć można ońcowy wyres momentów: n AB + ϕ + ϕ +... 4 8 + 44 8 BC 8 + 44 [ Nm] [ Nm] [ Nm] (.7

6 Znając wszyste wartośc można wyreść wyres momentów n : 44 Nm 4 Nm Rys. 8