Metoda przemieszczen Rama, SGN=2

background image

Schemat układu:

SKN=2

Układ podstawowy:

Układ równań kanonicznych metody przemieszczeń:

=

+

+

=

+

+

0

0

2

2

22

1

21

1

2

12

1

11

P

P

r

u

r

r

r

u

r

r

ϕ

ϕ

)

3

2

(

2

)

3

2

(

2

ik

k

i

ki

ik

k

i

ik

l

EI

M

l

EI

M

ψ

ϕ

ϕ

ψ

ϕ

ϕ

+

=

+

=

)

(

3

0

ik

k

ki

ik

l

EI

M

M

ψ

ϕ

=

=

reakcja w więzie i wywołana jednostkowym przemieszczeniem więzu

k

reakcja w więzie i wywołana obciążeniem zewnętrznym

ik

r

iP

r

obrót węzła 1
przemieszczenie poziome węzła 2

k

v

i

ϕ

k

ϕ

ik

ψ

i

v

i

k

l, EI

ik

M

ki

M

k

ϕ

ik

ψ

i

v

k

v

i

k

l, EI

ki

M

EI

EI

EI

EI

EI

EI

2

2

2

1

1

2

=

=

=

15kN

5kN

10kN/m

u

1

1

ϕ

0

2

1

1

EI

2

EI

2

u

1

ϕ

4

3

6

15kN

5kN

10kN/m

1

EI

2

EI

2

1

, u

ϕ

- niewiadome metody przemieszczeń

zasada znakowania momentów, kątów obrotu węzłów i cięciw:

zwrot prawoskrętny => wartość dodatnia

Wzory transformacyjne określają wartości momentów przęsłowych przywęzłowych M

ik

, M

ki

wywołanych obrotami i przemieszczeniami liniowymi (prostopadłymi do osi pręta) węzłow i oraz k :

background image

Stan

Stan u

2

=1

0 1 2

0 1 2

1

1

=

ϕ

8

1

8

4

2

1

6

3

0

6

3

2

2

01

12

12

01

=

=

=

=

=

+

u

u

ψ

ψ

ψ

ψ

0

2

1

0,3

EI

0.3

EI

0,125

EI

r

12

r

22

0,4

EI

0,8

EI

EI

0

2

1

r

11

r

21

4

1

4

0

4

2

01

2

01

=

=

=

+

u

u

ψ

ψ

u

2

= 1

1,0

01

ψ

12

ψ

0

2

1

0

0

0

0

2

=

=

=

ϕ

ψ

ik

u

0

1

0

=

=

ϕ

ϕ

( )

(

)

( )

( )

( )

EI

EI

l

EI

l

EI

M

EI

M

M

EI

EI

l

EI

l

EI

l

EI

M

125

,

0

8

1

6

2

3

3

)

(

3

3

,

0

3

,

0

4

1

5

6

6

3

2

)

3

2

(

2

12

2

12

1

2

2

12

2

01

2

10

01

1

01

1

01

1

0

1

2

01

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

+

=

ψ

ψ

ϕ

ψ

ψ

ψ

ϕ

ϕ

- momenty przęsłowe przywęzłowe:

- z równań łańcucha kinematycznego wyznaczamy kąty obrotów cięciw prętów

Ψ

ik

- momenty przęsłowe przywęzłowe:

M

(1)

( )

(

)

( )

(

)

( )

(

)

EI

EI

l

EI

l

EI

M

EI

EI

l

EI

l

EI

l

EI

M

EI

EI

l

EI

l

EI

M

=

=

=

=

=

=

=

=

+

=

=

=

=

+

=

6

2

3

3

3

8

,

0

5

4

4

2

2

3

2

2

4

,

0

5

2

2

3

2

2

1

2

121

1

2

1

12

1

1

1

1

01

0

1

1

1

10

1

1

01

1

0

1

1

01

ϕ

ψ

ϕ

ϕ

ϕ

ψ

ϕ

ϕ

ϕ

ψ

ϕ

ϕ

M

(2)

background image

0,8

EI

EI

r

11

0

2

1

0,4

EI

r

21

1

0

2

0,3

EI

0.3

EI

0,125

EI

r

12

r

22

1

7,5

45

r

1P

Wyznaczenie współczynników r

ik

układu równań kanonicznych:

- równowaga węzła 1 => r

11

=0,8EI +EI =1,8EI

- równanie pracy wirtualnej:

- równowaga węzła 1 => r

12

=0,125EI- 0,3EI =-0,175EI

r

12

= r

21

- równanie pracy wirtualnej:

EI

r

EI

EI

EI

r

EI

EI

EI

r

175

,

0

0

4

1

)

8

,

0

4

,

0

(

8

1

1

0

)

8

,

0

4

,

0

(

1

21

21

01

12

21

=

=

+

+

+

=

+

+

+

ψ

ψ

EI

r

EI

EI

EI

r

EI

EI

EI

r

1656

,

0

0

4

1

)

3

,

0

3

,

0

(

8

1

125

,

0

1

0

)

3

,

0

3

,

0

(

125

,

0

1

22

22

01

12

22

=

=

+

+

=

+

+

ψ

ψ

Wyznaczenie współczynników r

iP

układu równań kanonicznych:

- momenty przęsłowe przywęzłowe:

- równowaga węzła 1 =>

45

r

2P

r

1P

7,5

7,5

0

2

4

3

6

15kN

5kN

10kN/m

1

A

30kN

B

60kN

r

1P

=7,5-45=-37,5kNm

( )

( )

( )

kNm

ql

M

kNm

ql

M

kNm

ql

M

P

P

P

45

8

6

10

8

5

,

7

12

3

10

12

5

,

7

12

3

10

12

2

2

12

2

2

10

2

2

01

=

=

=

=

=

=

=

=

=

background image

0 A

3 B

1 C

0

2

1

1,0

01

ψ

12

ψ

A

B

C

B

A

x

y

=

+

=

0

625

,

45

1656

,

0

175

,

0

0

5

,

37

175

,

0

8

,

1

2

1

2

1

u

EI

EI

u

EI

EI

ϕ

ϕ

EI

EI

EI

W

EI

EI

EI

W

EI

EI

EI

EI

EI

W

6875

,

88

625

,

45

175

,

0

5

,

37

8

,

1

1944

,

14

1656

,

0

625

,

45

175

,

0

5

,

37

2675

,

0

1656

,

0

175

,

0

175

,

0

8

,

1

2

1

2

=

=

=

=

=

=




=

=

EI

u

EI

598

,

331

072

,

53

2

1

ϕ

- wyznaczenie r

2P

z równania pracy wirtualnej (stan sił - na rys. powyżej, stan przemieszczeń

wirtualnych - rys. poniżej):

kNm

r

r

P

P

625

,

45

0

1

5

4

3

15

8

3

60

8

3

30

8

1

45

2

2

=

=

+

+

+

przemieszczenia:

A

,

B

,

C

,

D

wyznaczamy z równań łańcucha kinematycznego

(znak dodatni oznacza przemieszczenia o zwrotach zgodnych z osiami układu współrzędnych.):

- stąd:

8

3

4

1

2

3

5

,

1

12

=

=

=

A

A

ψ

8

3

8

1

3

3

12

=

=

=

B

B

ψ

4

3

4

1

3

3

01

=

=

=

C

C

ψ

0

,

1

=

D

Wyznaczenie rzeczywistych momentów przywęzłowych ze wzorów transformacyjnych:

(praca siły na odpowiadającym jej przemieszczeniu jest dodatnia, jeśli zwrot siły i
przemieszczenia jest taki sam):

RPW

0

5

15

6

10

3

10

)

(

1

01

10

01

12

12

2

=

+

+

+

+

+

+

D

C

B

A

P

P

P

P

M

M

M

r

ψ

ψ

(

)

( )

( )

(

)

( )

( )

(

)

( )

( )

kNm

EI

EI

EI

M

u

l

EI

M

l

EI

M

kNm

EI

EI

EI

M

u

l

EI

M

l

EI

M

kNm

EI

EI

EI

M

u

l

EI

M

l

EI

M

P

P

P

P

P

P

49,5218

49,5218

85,7506

=

+

=

=

+

+

=

+

=

=

+

=

=

+

=

+

+

=

=

=

=

+

=

+

+

=

45

8

598

,

331

072

,

53

6

6

8

2

3

3

5

,

7

4

598

,

331

3

072

,

53

2

5

2

4

3

2

2

3

2

2

5

,

7

4

598

,

331

3

072

,

53

5

2

4

3

2

3

2

2

12

2

1

12

12

1

2

12

10

2

1

10

01

0

1

1

10

01

2

1

01

01

1

0

1

01

ϕ

ψ

ϕ

ϕ

ψ

ϕ

ϕ

ϕ

ψ

ϕ

ϕ

Wyznaczenie niewiadomych układu równań kanonicznych:

background image

Wyznaczenie sił tnących w poszczególnych prętach:
każdy z prętów obliczamy jak belkę swobodnie podpartą, poddaną działaniu momentów podporowych i
obciążeniu w obrębie przęsła.

...lub korzystając z zasady superpozycji:

( )

( )

( )

(

)

( )

( )

( )

(

)

( )

( )

( )

kNm

EI

EI

EI

EI

M

M

u

M

M

kNm

EI

EI

EI

EI

M

M

u

M

M

kNm

EI

EI

EI

EI

M

M

u

M

M

P

P

P

49,5218

49,5218

85,7506

=

+

=

+

+

=

=

+

+

=

+

+

=

=

+

=

+

+

=

45

125

,

0

598

,

331

4

072

,

53

5

,

7

3

,

0

598

,

331

8

,

0

072

,

53

5

,

7

3

,

0

598

,

331

4

,

0

072

,

53

12

2

12

2

1

12

1

12

10

2

10

2

1

10

1

10

01

2

01

2

1

01

1

01

ϕ

ϕ

ϕ

Wyznaczenie sił normalnych w poszczególnych prętach: - na podstawie równań równowagi sił
działających na pręty i węzły.

10

kN/m

4

3

49,5218

kNm

85,7506

kNm

T

10

T

01

kN

T

T

M

0545

,

18

0

5

,

1

3

10

5

5218

,

49

7506

,

85

0

10

10

0

=

=

+

=

0

1

10

kN/m

49,5218

kNm

6

2

EI

T

12

T

21

kN

T

T

M

7464

,

21

0

5218

,

49

3

6

10

6

0

12

12

2

=

=

+

=

kN

T

T

M

2536

,

38

0

5218

,

49

3

6

10

6

0

21

21

1

=

=

+

+

=

1

2

N

12

N

10

18,0545

kN

21,7464

kN

1

15

kN

α

kN

N

N

X

9918

,

4

0

cos

3921

,

32

sin

0545

,

18

0

12

12

=

=

+

=

α

α

kN

T

T

M

0545

,

36

0

5

,

1

3

10

5218

,

49

7506

,

85

5

0

01

01

1

=

=

=

10

kN/m

18.0545

kN

36.0545

kN

N

01

32.3921

kN

kN

N

N

Y

3921

,

32

0

sin

cos

0545

,

18

15

7464

,

21

0

10

10

=

=

+

+

=

α

α

kN

N

N

X

3921

,

56

0

sin

3

10

3921

,

32

0

01

01

=

=

+

+

=

α

background image

Ostateczne wykresy:

Kontrola statyczna:

0

0003

,

0

6

2536

,

38

3

6

10

5

,

1

3

10

7506

,

85

5

0545

,

36

0

0

00002

,

0

sin

3921

,

56

cos

0545

,

36

2536

,

38

15

9

10

0

0

00014

,

0

cos

3921

,

56

sin

0545

,

36

9918

,

4

0

1

=

+

=

=

+

+

+

=

=

+

=

M

Y

X

α

α

α

α

Kontrola kinematyczna:


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
cwicz mechanika budowli metoda przemieszczen rama ugiecie
cwicz mechanika budowli metoda przemieszczen rama
metoda przemieszczen rama prosta
cwicz mechanika budowli metoda przemieszczen rama temperatura
cwicz mechanika budowli metoda przemieszczen rama osiadanie
Metoda przemieszczeń rama
Metoda przemieszczen Rama2, SGN=2
Projekt Rama Metoda przemieszczeń Metor
belka obroty i przesuwy metoda przemieszczeń
Linie wpływu Metoda przemieszczeń mmp belka lw
Metoda przemieszczeń
Metoda przemieszczen projekt4
Metoda sił rama temp montaz
Obliczanie ram metodą przemieszczeń wersja komputerowa
metoda przemieszczen0002
metoda przemieszczen0001

więcej podobnych podstron