BELKI GERBERA WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW. n s = R P 3 gdzie: - R liczba reakcji, - P liczba przegubów, - 3 liczba równań równowagi na płaszczyźnie.

Podobne dokumenty
Wyznaczenie reakcji w Belkach Gerbera

Rozwiązywanie ramy statyczne niewyznaczalnej Metodą Sił

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

3. RÓWNOWAGA PŁASKIEGO UKŁADU SIŁ

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

5. METODA PRZEMIESZCZEŃ - PRZYKŁAD LICZBOWY

Mechanika i Budowa Maszyn

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

Rama statycznie wyznaczalna

WIERZBICKI JĘDRZEJ. 4 (ns)

8. ANALIZA KINEMATYCZNA I STATYCZNA USTROJÓW PRĘTOWYCH

Zadanie: Narysuj wykres sił normalnych dla zadanej kratownicy i policz przemieszczenie poziome węzła G. Zadanie rozwiąż metodą sił.

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

Treść ćwiczenia T6: Wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach

Uwaga: Linie wpływu w trzech prętach.

Z1/2 ANALIZA BELEK ZADANIE 2

7. WYZNACZANIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W BELKACH

Zadanie 3. Belki statycznie wyznaczalne. Dla belek statycznie wyznaczalnych przedstawionych. na rysunkach rys.a, rys.b, wyznaczyć:

PODSTAWY STATYKI BUDOWLI POJĘCIA PODSTAWOWE

MECHANIKA I WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW - OBLICZANIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W BELKACH

WIADOMOŚCI WSTĘPNE, PRACA SIŁ NA PRZEMIESZCZENIACH

4.1. Modelowanie matematyczne

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

Dr inż. Janusz Dębiński

ZGINANIE PŁASKIE BELEK PROSTYCH

METODA SIŁ KRATOWNICA

MECHANIKA BUDOWLI LINIE WPŁYWU BELKI CIĄGŁEJ

Wykład 6: Linie wpływu reakcji i sił wewnętrznych w belkach gerbera. Obciążanie linii wpływu. dr inż. Hanna Weber

6. WYZNACZANIE LINII UGIĘCIA W UKŁADACH PRĘTOWYCH

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

Belka Gerbera. Poradnik krok po kroku. mgr inż. Krzysztof Wierzbicki

Dla danej kratownicy wyznaczyć siły we wszystkich prętach metodą równoważenia węzłów

gruparectan.pl 1. Kratownica 2. Szkic projektu 3. Ustalenie warunku statycznej niewyznaczalności układu Strona:1

1. ANALIZA BELEK I RAM PŁASKICH

Z1/1. ANALIZA BELEK ZADANIE 1

Mechanika teoretyczna

Wyznaczenie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej

Mechanika teoretyczna

OBLICZANIE RAM METODĄ PRZEMIESZCZEŃ WERSJA KOMPUTEROWA

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

Linie wpływu w belce statycznie niewyznaczalnej

Dr inż. Janusz Dębiński

5.1. Kratownice płaskie

Wewnętrzny stan bryły

MECHANIKA BUDOWLI I. Prowadzący : dr inż. Hanna Weber pok. 225, weber@zut.edu.pl strona:

ZADANIA - POWTÓRKA

Obliczenia statyczne ustrojów prętowych statycznie wyznaczalnych. Pręty obciążone osiowo Kratownice

WYZNACZANIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W BELCE

1. ANALIZA KINAMATYCZNA PŁASKICH UKŁADÓW PRĘTOWYCH

3. METODA PRZEMIESZCZEŃ - ZASADY OGÓLNE

Wykład nr 2: Obliczanie ramy przesuwnej metodą przemieszczeń

1. METODA PRZEMIESZCZEŃ

Mechanika. Wykład nr 2 Wypadkowa dowolnego układu sił. Równowaga. Rodzaje sił i obciążeń. Wyznaczanie reakcji.

MECHANIKA OGÓLNA wykład 4

Przykład 9.2. Wyboczenie słupa o dwóch przęsłach utwierdzonego w fundamencie

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium Mechaniki technicznej

{H B= 6 kn. Przykład 1. Dana jest belka: Podać wykresy NTM.

Projekt nr 1. Obliczanie przemieszczeń z zastosowaniem równania pracy wirtualnej

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

Zgodnie z wyznaczonym zadaniem przed rozpoczęciem obliczeo dobieram wstępne przekroje prętów.

Mechanika teoretyczna

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

PROJEKT NR 2 STATECZNOŚĆ RAM WERSJA KOMPUTEROWA

Mechanika ogólna Kierunek: budownictwo, sem. II studia zaoczne, I stopnia inżynierskie

ĆWICZENIE 6 Kratownice

Twierdzenia o wzajemności

KATEDRA AUTOMATYKI, BIOMECHANIKI I MECHATRONIKI. Laboratorium. Mechaniki Technicznej

BELKI CIĄGŁE STATYCZNIE NIEWYZNACZALNE

ĆWICZENIE 2 WYKRESY sił przekrojowych dla belek prostych

MATERIAŁY DYDAKTYCZNE

ZałoŜenia przyjmowane przy obliczaniu obciąŝeń wewnętrznych belek

Część ZADANIA - POWTÓRKA ZADANIA - POWTÓRKA. Zadanie 1

materiał sztywno plastyczny Rys. 19.1

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

OBLICZENIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH DLA BELKI SWOBODNIE PODPARTEJ SWOBODNIE PODPARTEJ ALGORYTM DO PROGRAMU MATHCAD

Pytania przygotowujące do egzaminu z Wytrzymałości Materiałów sem. I studia niestacjonarne, rok ak. 2015/16

Z1/1. ANALIZA KINEMATYCZNA PŁASKICH UKŁADÓW PRĘTOWYCH ZADANIE 1

2ql [cm] Przykład Obliczenie wartości obciażenia granicznego układu belkowo-słupowego

gruparectan.pl 1. Silos 2. Ustalenie stopnia statycznej niewyznaczalności układu SSN Strona:1 Dla danego układu wyznaczyć MTN metodą sił

R o z w i ą z a n i e Przy zastosowaniu sposobu analitycznego należy wyznaczyć składowe wypadkowej P x i P y

WYZNACZANIE REAKCJI WIĘZÓW W UKŁADZIE TARCZ SZTYWNYCH

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

Z1/7. ANALIZA RAM PŁASKICH ZADANIE 3

Al.Politechniki 6, Łódź, Poland, Tel/Fax (48) (42) Mechanika Budowli. Inżynieria Środowiska, sem. III

STATYKA Z UWZGLĘDNIENIEM DUŻYCH SIŁ OSIOWYCH

Ćwiczenie nr 3: Wyznaczanie nośności granicznej belek Teoria spręŝystości i plastyczności. Magdalena Krokowska KBI III 2010/2011

Zbigniew Mikulski - zginanie belek z uwzględnieniem ściskania

Narysować wykresy momentów i sił tnących w belce jak na rysunku. 3ql

Katedra Mechaniki Konstrukcji ĆWICZENIE PROJEKTOWE NR 1 Z MECHANIKI BUDOWLI

3. Rozciąganie osiowe

Szymon Skibicki, KATEDRA BUDOWNICTWA OGÓLNEGO

ĆWICZENIE NR 3 OBLICZANIE UKŁADÓW STATYCZNIE NIEWYZNACZALNYCH METODĄ SIŁ OD OSIADANIA PODPÓR I TEMPERATURY

Opracowanie: Emilia Inczewska 1

SKRĘCANIE WAŁÓW OKRĄGŁYCH

ĆWICZENIE PROJEKTOWE NR 2 Z MECHANIKI BUDOWLI

Stropy TERIVA - Projektowanie i wykonywanie

Moduł. Belka stalowa

Przykład Łuk ze ściągiem, obciążenie styczne. D A

Przykłady (twierdzenie A. Castigliano)

MECHANIKA BUDOWLI I. Prowadzący : dr inż. Hanna Weber. pok. 227, weber@zut.edu.pl

Transkrypt:

Są to belki ciągłe przegubowe i należą do układów statycznie wyznaczalnych (zatem n s = 0). Przykładowy schemat: A ELKI GERERA V V Wyznaczenie stopnia statycznej niewyznaczalności układu: n s = R P 3 gdzie: - R liczba reakcji, - P liczba przegubów, - 3 liczba równań równowagi na płaszczyźnie. la powyższego schematu: R = 6; P = 3 zatem n s = 6 3 3 = 0. Sposób obliczania: Aby policzyć elkę Gerbera w najprostszy sposób dzielimy ją w przegubach A E F G uzyskując pojedyncze belki A E F G Aby móc policzyć konstrukcję, belki powstałe po podziale muszą być statycznie wyznaczalne i geometrycznie niezmienne, zatem muszą opierać się na dwóch podporach przegubowych lub skrajne mogą być utwierdzone. W powstałych po podziale belkach dokładamy fikcyjne podpory w przegubach tak aby stały się one geometrycznie niezmienne. Najniżej znajdują się belki które bezpośrednio po podziale są statycznie wyznaczalne i nie potrzebują dodatkowych podpór (utwierdzenie lub belka oparta na dwóch podporach). Najwyżej umiejscawiamy belkę, która po podziale nie ma żadnego podparcia i potrzebuje dwóch podpór fikcyjnych (schemat 1.) lub skrajna belka która po podziale opiera się na jednej podporze jeżeli w danym układzie nie ma części nieodpartej żadną podporą zawierającej się między dwoma przegubami (schemat 2.). Pozostałe belki umiejscawiamy schodkowo od tej położonej najwyżej do tej położonej najniżej. Jeżeli wyżej ulokowana belka ma w danym przegubie fikcyjną podporę to druga musi mieć w tym miejscu swobodny koniec.

Schemat 1.: A V V Krok 1.: okonujemy podziału belki gerbera w przegubach. A E F G Krok 2.: Wstawiamy podpory fikcyjne tak aby belki powstałe po podziale były geometrycznie niezmienne i umiejscawiamy je na odpowiedniej wysokości: A E F G HF HG HE HF HG V V - fikcyjna podpora

Wyznaczamy reakcje dla poszczególnych belek oddzielnie zaczynając od tej położonej najwyżej i schodzimy stopniowo w dół obciążając belki niżej położone wyliczonymi wcześniej reakcjami. W schemacie 1. najpierw liczymy część FG ( część ta jest przypadkiem belki statycznie niewyznaczalnej, aby policzyć reakcje poziome, należy wyznaczyć H G z sumy rzutów na oś x dla części G), później części EF lub G, na końcu zaś AE. Schemat 2.: A E F G V A E F G HF H HF H H V V H V W schemacie 2. najpierw liczymy część FG, później F, następnie, na końcu zaś A. Obciążenie w przegubie: Jeżeli zdarzy się, że siła skupiona przyłożona w przegubie to po rozbiciu w przegubach przykładamy ją na belce dolnej ( tylko i wyłącznie!!! nie wolno jej przyłożyć na obie belki ponieważ zwiększymy wartość tej siły dwukrotnie!).

Schemat 3.: A E F G HG V A M E P F G H V V H M HE V HE P HG Wykresy: Wykresy można rysować dla każdej belki osobno i później złożyć je w całość.

Przykład 1. Wyznacz reakcje w poniższej belce. Narysuj wykresy sił wewnętrznych. Policz ewentualne ekstrema. A M=4kNm q1=6kn/m q2=4kn/m P=15kN 4 2 3 6 2 1 1 2 E F 60 G H = 7,5kN q2=4kn/m x2=3,0 H E= 7,5kN x=2,0 H = 7,5kN M=4kNm q1=6kn/m V = 12kN H = 7,5kN H E= 7,5kN V E= 12kN Pcos60=7,5kN 60 P=15kN Psin60=12,99kN M A=10kNm V = 2,5kN V = 3,5kN V = 12kN V E= 12kN V F= 30,495kN V G= 5,505kN H A= 7,5kN H = 7,5kN V A= 2,5kN V = 2,5kN 18,495 2,5 - - 6 12 e e 2-12 24 5,505 T [kn] 5 9 12 5,505 M [knm] 10 18 7,5 7,5 N [kn] Wyznaczenie reakcji: zęść E: F X = -H H E =0 M = q 2 6 3-V E 6=0 V E =3q 2 =3 4=12kN M E = -q 2 6 3V 6=0 V =3q 2 =3 4=12kN F Y = V V E q 2 6 = 12 12-4 6 = 0 zęść EG: F X = -H E Pcos60 =0 H E = Pcos60 =7,5kN H = 7,5kN M F = - V E 2Psin60 1 V G 2=0 V G =0,5(2V E - Psin60 1) = 0,5(2 12 12,99 1)=5,505kN M G = - V E 4-Psin60 1 V F 2=0 V F =0,5(4V E Psin60 1) =0,5(4 12 12,99 1)=30,495kN F Y = V F - V E V G - Psin60 = 30,495 12-5,505-12,99= 0 zęść : F X = -H H = 0 H = H =7,5kN M = V 2 - M q 1 3 3,5 V 5=0 V =0,5 (M q 1 3 3,5 - V 5) = 0,5(4 6 3 3,5-12 5)=3,5kN

M = -V 2 - M q 1 3 1,5 V 3=0 V =0,5 (-M - q 1 3 1,5 V 3) = 0,5(-4-6 3 1,5 12 3)=2,5kN F Y = -V V V q 1 3= - 2,5 3,5-12 6 3= 0 zęść A: F X = -H A H = 0 H A = H =7,5kN M A = -V 4 M A =0 M A =4V = 4 2,5 =10kNm F Y = V A - V =0 V A = V =2,5kN M = -V A 4 M A = - 2,5 4 10 = 0 Wyznaczenie ekstremum: T[x]= V - q 1 x = 0 x = V /q 1 = 12/6 = 2m M[x] = V x q 1 x 2 /2 M[x = 2] = 12 2-6 2 2 /2 = 12kNm T[x 2 ] = V q 2 x 2 = 0 x 2 = V /q 2 = 12/4 = 3m M[x 2 ] = V x 2 q 2 x 2 2 /2 M[x 2 = 2] = 12 3-4 3 2 /2 = 18kNm Przykład 2. Wyznacz reakcje w poniższej belce. Narysuj wykresy sił wewnętrznych. Policz ewentualne ekstrema. A 60 P2=15kN M=9kNm P1=12kN q=6kn/m E F G 2 2 3 3 4 2 3 1 x=1,33 q=6kn/m H F= 0kN V F= 8kN V G= 16kN H = 0kN V = 7kN H F= 0kN H = 0kN P2=15kN Psin60=12,99kN M A=17,98kNm H A= 7,5kN V A= 10,99kN 60 Pcos60=7,5kN V = 2kN M=9kNm H = 0kN V = 2kN V = 7kN P1=12kN H = 0kN V = 7kN V E= 27kN V F= 8kN 20 10,99 10,99 2-5 2 7 5 8 - - 7 e 28 6 10 T [kn] 17,98 15 6 3 M [knm] 4 5,33 - N [kn] 7,5

Wyznaczenie reakcji: zęść FG: F X = H F =0 M F = q 4 2-V G 3=0 V G =1/3(8q)=8/3 6=16kN M G = -q 4 1V F 3=0 V F =4/3q=4/3 6=8kN F Y = V F V G q 4 = 8 16-4 6 = 0 zęść F: F X = -H F H =0 H = H F =0kN M = - V E 4q 2 5 V F 6=0 V E =0,25(6V F 10q) = 0,25(6 8 10 6)=27kN M E = - V 4 q 2 1 V F 2=0 V =0,25(2V F 2q) =0,25(2 8 2 6)=7kN F Y = -V F 2q V E V = - 8 2 6 27-7= 0 zęść : F X = H - H = 0 H = H =0kN M = -V 3 - M P 1 6 - V 6=0 V =1/3 (-M 6P 1-6V ) = 1/3 (- 9 6 12-6 7)=7kN M = -V 3 - M P 1 3 -V 3=0 V =1/3 (-M 3P 1-3V ) = 1/3 (- 9 3 12-3 7)=2kN F Y = -V V V - P 1 = - 2 7 7 12 = 0 zęść A: F X = H A - H P 2 cos60 = 0 H A = P 2 cos60 H =7,5 0 = 7,5kN M A = -V 4 - M A 2 P 2 sin60 =0 M A =- 4V 2 P 2 sin60 = - 4 2 12,99 2 =17,98kNm F Y = V A V - P 2 sin60 =0 V A = P 2 sin60 - V = 12,99 2 = 10,99kN M = V A 4 - M A - 2 P 2 sin60 = 4 10,99 17,98-2 12,99 = 0 Wyznaczenie ekstremum: T[x]= V F - qx = 0 x = V F /q = 8/6 = 1,33m M[x] = V F x q x 2 /2 M[x = 1,33] = 8 1,33-6 1,33 2 /2 = 5,33kNm Przykład 3. Wyznacz reakcje w poniższej belce. Narysuj wykresy sił wewnętrznych. Policz ewentualne ekstrema. Wyznaczenie reakcji: zęść : F X = -H H P 1 cos45 =0 H = H P 1 cos45 M = -V 4 P 1 sin45 2=0 V =0,25 ( 2P 1 sin45 )=0,25 2 12,02=6,01kN M = V 4 - P 1 sin45 2=0 = V =0,25 ( 2P 1 sin45 )=0,25 2 12,02=6,01kN F Y = V V P 1 sin45 = 6,01 6,01-12,02 = 0 zęść E: F X = -H H E =0 H = H E M = q 5 0,5 V E 2 V 3=0 V E =0,5(3V 2,5q) = 0,5(3 6,01 2,5 6)=1,515kN M E = - V 2 q 5 2,5 V 5=0 V =0,5(-5V 12,5q) =0,5(- 5 6,01 12,5 6)=22,475kN F Y = -V 5q V V E = - 6,01 5 6 22,475 1,515 = 0

zęść EG: F X = - H E = 0 H E = 0kN H = 0kN H = 0 P 1 cos45 = 0 12,02 = 12,02kN M F = -V G 1 M 2 V E 1 =0 V G = M 2 1V E = 8 1 1,515 = 9,515kN M G = -V F 1 M 2 V E 2 =0 V F = M 2 2V E = 8 2 1,515 = 11,03kN F Y = -V F V E V G = - 11,03 1,515 9,515 = 0 zęść A: F X = - H A H = 0 H A = H = 12,02kN M A = V 4 - M A M 1 =0 M A = 4V M 1 = 4 6,01-4 =20,04kNm F Y = V A - V =0 V A = V = 6,01kN M = V A 4 - M A - M 1 = 4 6,01 20,04-4 = 0 Wyznaczenie ekstremum: T[x]= -V qx = 0 x = V /q = 6,01/6 = 1m M[x] = -V x q x 2 /2 M[x = 1] = -6,01 1 6 1 2 /2 = -3,01kNm T[x 2 ]= V E qx 2 = 0 x 2 = V E /q = 1,515/6 = 0,25m M[x 2 ] = -V E x 2 q x 2 2 /2 M[x = 0,998] = -1,515 0,25 6 0,25 2 /2 = -0,19kNm A M 1=4kNm P1=17kN 45 q=6kn/m E F G M =8kNm 2 4 2 2 3 2 1 1 1 H = 12,02kN P1=17kN Psin45=12,02kN 45 Pcos45=12,02kN H = 0kN x2=0,25 H A= 12,02kN M =20,04kNm A 1 V A= 6,01kN M =4kNm V = 6,01kN H = 12,02kN V = 6,01kN H = 0kN V = 6,01kN x=1 V = 6,01kN q=6kn/m V = 22,475kN H E= 0kN V E= 1,515kN H E= 0kN V E= 1,515kN V F= 11,03kN M 2=8kNm V G= 9,515kN 6,01 20,04 11,99 6,01 1,515 - - - 6,01 6,01 e e 10,485 2 9,515 T [kn] 12,02 4 12,02 12,02 3,01 8,97 0,19 1,515 8 M [knm] N [kn]