background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

1

5

0,03 m

2

0,02 m

0,015 m

4

2

4

0,01m

[m]

t

w

2

 

= +10°C

t

= -5°C

t

w

2

 

= +10°C

8 kNm

t

w

1

 

= +20°C

20 kN

t

= -5°C

4 kN/m

10 kN

2

M

ETODA SIŁ 

RAMA

 

 
Schemat układu: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Przyjęto następujące  przekroje prętów: 

• 

słupek  ⇒

I200   ⇒  I

1

 = 2140 cm

4

,    h = 20 cm = 0,20 m 

• 

rygiel    ⇒

I220   ⇒  I

2

 = 3060 cm

4

,    h = 22 cm = 0,22 m 

E = 205 GPa = 20500 kN/cm

2

               

2

1

4387

2140

20500

kNm

EI

=

=

 

2

2

6273

3060

20500

kNm

EI

=

=

 

1

aEI

=

 

=

3

1

5

1

m

a

           

m

kN

k

4

,

877

4387

5

1

=

=

 

 

S

IŁY WEWNĘTRZNE OD OBCIĄŻENIA ZEWNĘTRZNEGO

 

 
Układ podstawowy: 

x

3

x

3

x

2

x

1

x

2

x

1

A

A'

 

Układ równań kanonicznych: 

=

=

=

0

0

0

M

V

H

 

 

 

 

 

 

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

0

0

0

3

3

33

2

32

1

31

2

3

23

2

22

1

21

1

3

13

2

12

1

11

P

P

P

x

x

x

x

x

x

x

x

x

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

 

 

Wyznaczanie współczynników równań kanonicznych: 

∑ ∫

+

=

k

R

R

ds

EI

M

M

k

i

s

k

i

ik

1

δ

 

∑ ∫

+

=

k

R

R

ds

EI

M

M

k

i

s

P

i

iP

1

δ

 

wzajemne przem.poziome przekrojów A i A’ 
wzajemne przem. pionowe przekrojów A i A’ 
wzajemny obrót przekrojów A i A’ 

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

2

0,5

0,5

0,5

0,5

4 kN m

4,0

5 kN

5,0 kN

80,5 kN

46,5 kN

25

72

97

10 kN

0,5

80,5 kN

5,0 kN

97

10 kN

25

4,0

46,5 kN

72

5 kN

4 kN m

10,5 kN

5,0 kN

10,5 kN

4 kN m

5 kN

4

25

25

4 kN/m

0,5

0,5

0,5

10,5 kN

10,5 kN

5,0 kN

25

25

4

5 kN

4 kN m

0,5

0,5

N

[-]

0,447

N

[-]

1,0

1,0

1,0

x

3

=1,0

x

2

=1,0

1,0

1,0

1,0

x

3

=1,0

1,0

3,0

2,0

4,0

4,0

M

[m]

3,5

x

2

=1,0

1,0

1,0

3,0

0,5

x

3

=1,0

3,0

3,0

4,0

4,0

2,0

3,5

2,0

0,447

3,0

3,5

x

2

=1,0

3,5

x

1

=1,0

3,5

M

[m]

7,0

2,0

5,0

x

1

=1,0

3,5

2,0

5,0

7,0

3,5

0,894

3,5

x

1

=1,0

0,894

1,0

x

3

=1,0

0,5

3,0

3,0

3,0

2,0

0,447

3,0

x

2

=1,0

0,447

3,5

3,5

3,5

3,5

x

1

=1,0

0,894

0,894

M

[-]

N

3

 

[1/m]

 

]

[

0

kNm

M

SYM

P

]

[

0

kNm

M

ANTYSYM

P

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

3

3

2

1

M

M

M

M

S

+

+

=

 

[

]

=

+

+

+

=

kN

m

0

0,059235

5

,

3

5

,

3

2

2

3

2

2

5

2

2

1

7

3

2

7

2

2

1

2

5

3

2

5

5

2

1

2

2

1

11

k

EI

EI

δ

 

[

]

=

+

+

=

kN

m

k

EI

0,0201231

2

2

2

4

3

2

4

5

2

2

1

4

3

2

4

2

2

1

2

2

22

δ

 

(

)

[

]

=

+

+

=

kNm

k

EI

1

0,0022083

5

,

0

5

,

0

2

1

1

5

2

1

3

2

1

2

2

1

2

2

33

δ

 

=

=

kN

m

0

21

12

δ

δ

 

=

=

kN

1

0

32

23

δ

δ

 

(

)

[

]

=

+

+

=

=

kN

k

EI

1

0,0069028

-

5

,

0

5

,

3

2

1

2

5

2

2

1

1

3

2

7

2

2

1

2

2

31

13

δ

δ

 

(

)

[

]

[ ]

m

k

EI

EI

P

0,6651665

5

,

46

5

,

3

2

2

2

1

8

4

4

5

2

3

2

2

3

2

72

5

2

2

1

7

2

1

8

2

4

2

3

2

7

4

7

97

2

6

5

2

2

5

3

2

25

5

2

1

2

2

2

2

1

1

=

+





+



+





=

δ

(

)

(

)

[

]

[ ]

m

k

EI

P

0,0708242

-

2

5

,

10

2

4

4

25

4

2

6

2

2

2

2

=

+

=

δ

 

(

)

( )

(

)

[

]

[ ]

=

+




+

+




+

+

=

0,1164904

-

5

,

0

5

,

46

2

1

8

4

4

5

2

3

2

1

72

5

2

2

1

1

2

1

8

2

4

2

3

2

1

4

1

97

2

6

2

2

2

2

2

3

k

EI

P

δ

 

 

Sprawdzenie globalne współczynników  

iP

ik

δ

δ ,

ds

EI

M

S

SS

SS

∑ ∫

=

2

δ

 

∑∑

=

=

=

n

i

n

k

ik

SS

1

1

δ

δ

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(

)

(

)

[

]

0,067760

1

1

5

5

1

2

3

2

2

2

2

1

3

1

2

3

3

2

1

1

2

6

5

2

1

5

2

1

1

2

5

5

2

6

5

2

10

3

2

10

2

2

1

1

5

3

2

5

5

2

1

2

2

1

=

+

+

+

+


+

+

+

+

+

+

=

k

EI

EI

SS

δ

 

0,067760

-0,006903)

(

2

0,002208

0,020123

0,059235

2

2

2

23

13

12

33

22

11

1

1

=

+

+

+

=

+

+

+

+

+

=

∑∑

=

=

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

n

i

n

k

ik

 

 

[

]

0.477851

57

1

36

5

1

1

8

2

4

2

3

2

122

3

2

2

2

2

1

)

1

3

(

2

1

8

4

4

5

2

3

2

3

1

3

3

2

72

5

2

2

1

1

)

1

5

(

2

1

8

4

4

5

2

3

2

3

1

5

3

2

72

5

2

2

1

10

2

1

8

2

4

2

3

2

8

3

1

72

3

2

10

2

2

1

1

50

3

2

5

5

2

1

1

2

2

2

2

2

2

1

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

k

EI

EI

EI

SP

δ

0,477851

0,116490

0,070824

0,665167

3

2

1

1

=

=

+

+

=

=

P

P

P

n

i

iP

δ

δ

δ

δ

 

x

3

=1,0

x

3

=1,0

10

5,0

5,0

6

1,0

1,0

1,0

5,0

1,0

x

1

=1,0

x

2

=1,0

x

1

=1,0

5,0

2,0

3,0

1,0

x

2

=1,0

S

M

72

10 kN

72

10 kN

4,0

4 kN/m

8 kNm

8,0

72

36 kN

70 kN

10 kN

57 kN

91 kN

10,0 kN

50

122

]

[

0

kNm

M

P

ds

EI

M

M

S

P

S

SP

∑ ∫

=

0

δ

=

=

n

i

iP

SP

1

δ

δ

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

4

38,698

39,969

8,0

42,326

7,994

1,178

8,0

M

       

[kNm]

(n)

P

2,357

27,764

24,200

27,764

10,031

10

14,169

27,764

3,519

8,100

38,581

2,006

27,764

4 kN/m

10

3,519

10 

7,994

7,994

(O)

M

    

[m]

2,0

1,0

0,25

1,0

2,0

1,25

1,0

k

=

+

+

=

+

+

=

+

0,116490

0,002208

0

0,006903

-

0,070824

0

0,020123

0

0,665167

0,006903

-

0

0,059235X

3

2

1

3

2

1

3

2

1

X

X

X

X

X

X

X

X

 

=

=

=

kNm

X

kN

X

kN

X

764

,

7

2

520

,

3

994

,

7

-

3

2

1

 

 
Ostateczny wykres momentów (wpływ obc. zewn.): 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
Sprawdzenie kinematyczne:  

∑ ∫

=

S

n

P

k

ds

EI

M

M

V

)

(

)

0

(

0

,

1

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

(

)

(

)

+

+

+

+

+

=

5

,

1

8

4

4

5

2

3

2

1

169

,

14

2

764

,

27

2

169

,

14

2

1

764

,

27

2

6

5

2

1

2

1

8

4

4

5

2

3

2

326

,

42

1

1

764

,

27

2

6

5

2

1

0

,

1

2

2

2

EI

V

k

m

-0,0092321

2

2

1

8

2

4

2

3

2

2

3

2

200

,

24

2

2

1

2

=

+

  (przemieszczenie przeciwnie do kierunku siły jednostkowej -> w górę) 

0,0092321m

4

,

877

1

100

,

8

1

)

(

=

=

=

k

R

V

n

P

k

   

(ugięcie sprężyny; siła rozciągająca –> przemieszczenie w górę) 

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

5

Ostateczne wykresy N, M, T (wpływ obc. zewn.): 
 
 

-20,351

P

N

       

[kN]

(n)

-17,203

-10,048

-13,196

-10,000

-38,579

8,517

-2,221

-16,532

P

M

       

[kNm]

(n)

39,969

10,031

24,200

14,169

27,764

27,764

2,357

8,0

42,326

(n)

T

       

[kN]

P

22,828

-1,177

-9,177

-7,994

-2,006

16,099

8,099

-38,696

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

6

C

t

t

t

C

t

t

t

C

t

t

t

z

w

z

w

w

w

o

o

o

15

25

10

2

3

1

2

2

1

1

=

=

=

=

=

=

C

t

C

t

C

t

o

o

o

5

,

5

8

5

,

2

5

,

0

8

5

,

7

7

8

15

03

02

01

=

=

=

=

+

=

=

4,370

7,438

1,534

0,874

1,534

M

       

[kNm]

t

(n)

9,187

3,068

3,068

9,187

4,370

7,438

0,874

1,534

0,874

0,874

9,187

9,187

1,534

=

+

+

+

=

+

+

+

=

+

+

+

0

0

0

3

3

33

2

32

1

31

2

3

23

2

22

1

21

1

3

13

2

12

1

11

t

t

t

x

x

x

x

x

x

x

x

x

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

δ

∑∫

∑∫

+

=

ds

t

N

ds

h

t

M

t

S

i

S

t

i

it

0

α

α

δ

5

2

4

2

4

[m]

t

w

2

 

= +10°C

t

= -5°C

t

w

2

 

= +10°C

t

w

1

 

= +20°C

t

= -5°C

2

 Siły wewnętrzne od wpływu temperatur: 

 
Schemat obciążenia układu: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

C

20

t

1

W

o

+

=

 

C

10

t

2

W

o

+

=

 

C

5

t

Z

o

=

 

C

8

t

m

o

+

=

 

5

t

10

2

,

1

=

α

C

1

o

 

m

20

,

0

h

1

=

m

22

,

0

h

2

=

 

Przyjęto układ podstawowy jak w poprzednim zadaniu. 
 
Układ równań kanonicznych: 

 
 

  

(

)

(

)

(

)

]

[

0,0116393

-

5

,

0

10

2

,

1

5

2

5

2

7

10

2

,

1

5

,

3

5

2

22

,

0

25

10

2

,

1

2

5

2

2

1

22

,

0

15

10

2

,

1

7

2

2

1

20

,

0

10

10

2

,

1

5

5

2

1

2

5

5

5

5

5

1

m

t

=





+

+

+













=

δ

 

]

[

0

2

m

t

=

δ

            

(

)

[

]

]

[

0,0142531

7

10

2

,

1

5

,

0

5

2

22

,

0

25

10

2

,

1

1

5

2

22

,

0

15

10

2

,

1

1

2

2

1

2

5

5

5

3

=

+





+





=

t

δ

 

 

-0,0142531

0,0022083

0

0,0069028

-

0

0

0,020123

0

0,0116393

0,0069028

-

0

0,0592350X

3

2

1

3

2

1

3

2

1

=

+

+

=

+

+

=

+

X

X

X

X

X

X

X

X

 

=

=

=

kNm

X

kN

X

kN

X

187

,

9

000

,

0

874

,

0

3

2

1

 

 
 

Ostateczny wykres momentów (wpływ temperatury): 

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

7

(przemieszczenie przeciwnie do kierunku siły jednostkowej -> w górę)

 

0,25

0,112

0,25

(O)

N

    

[-]

1,25

1,25

0,112

M

    

[m]

0,112

0,112

2,0

1,0

0,25

1,0

2,0

1,25

1,0

k

(O)

4,370

7,438

M

       

[kNm]

t

(n)

3,068

3,068

4,370

7,438

9,187

9,187

-1,535

T

       

[kN]

(n)

t

-0,

391

-0

,8

7

4

-1,535

-0

,8

7

4

-0,3

91

-1

,5

3

5

-0,

78

2

N

       

[kN]

t

(n)

-1

,5

3

5

-0,7

82

Sprawdzenie kinematyczne:

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

∑ ∫

∑ ∫

+

+

=

ds

t

N

ds

h

t

M

ds

EI

M

M

V

t

S

S

t

S

n

t

o

k

0

)

0

(

)

0

(

)

(

)

(

0

,

1

α

α

 

(

)

(

)

+



+

+

+

+

+

+

=

2

3

2

068

,

3

2

2

1

1

438

,

7

2

187

,

9

2

438

,

7

2

1

187

,

9

2

6

5

2

439

,

7

1

1

187

,

9

2

6

5

2

EI

1

V

0

,

1

2

k

 

(

)

m

EI

0,001748

0,014253

-

0,012505

0,014253

78,4410

=

=

=

=

+





+

2

5

5

5

25

,

1

5

25

,

0

7

10

2

,

1

22

,

0

15

2

2

2

1

22

,

0

25

5

2

5

,

1

22

,

0

25

1

5

2

2

1

10

2

,

1

 

m

k

R

V

n

t

k

001748

,

0

4

,

877

1

534

,

1

1

)

(

=

=

=

  

 

(ugięcie sprężyny; siła rozciągająca –> przemieszczenie w górę) 

 
Ostateczne wykresy N, M, T (wpływ temperatury): 

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

8

=

δ

i

i

R

10,302

0,116

M

      

[kNm]

20,604

20,023

(n)

0,580

14,774

1,901

1,901

0,116

0,580

15,176

15,756

12,060

0,116

0,116

1,901

4,472

1,901

4,472

7,588

5

0,03 m

2

0,02 m

0,015 m

4

2

4

0,01m

[m]

2

Siły wewnętrzne - wpływ osiadania podpór: 

Schemat obciążenia układu: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Przyjęto układ podstawowy jak w poprzednim zadaniu. 
Układ równań kanonicznych: 

=

δ

+

δ

+

δ

+

δ

=

δ

+

δ

+

δ

+

δ

=

δ

+

δ

+

δ

+

δ

0

x

x

x

0

x

x

x

0

x

x

x

3

3

33

2

32

1

31

2

3

23

2

22

1

21

1

3

13

2

12

1

11

 

 

(

) (

) (

) (

)

[

]

]

[

0,020

0

,

1

03

,

0

5

,

3

01

,

0

0

,

1

015

,

0

5

,

3

02

,

0

1

m

=

+

+

+

=

δ

 

(

) (

)

[

]

]

[

0,090

0

,

3

01

,

0

0

,

3

02

,

0

2

m

=

+

=

δ

 

(

) (

)

[

]

]

[

-0,005

5

,

0

01

,

0

5

,

0

02

,

0

3

=

+

=

δ

 

 

0,0050

0,0022083

0

0,0069028

-

-0,0900

0

0,0201231

0

-0,0200

0,0069028

-

0

0,0592350

3

2

1

3

2

1

3

2

1

=

+

+

=

+

+

=

+

x

x

x

x

x

x

x

x

x

 

=

=

=

kNm

X

kN

X

kN

X

901

,

1

472

,

4

116

,

0

3

2

1

 

 
 
Ostateczny wykres momentów (wpływ osiadania podpór): 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

9

(O)

M

     

[m]

2,0

1,0

0,25

1,0

2,0

1,25

1,0

k

∑ ∫

=

j

j

i

S

n

o

k

R

ds

EI

M

M

V

)

0

(

)

(

)

(

0

,

1

(przemieszczenie przeciwnie do kierunku siły jednostkowej -> w górę)

 

Sprawdzenie kinematyczne:

 

 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

(

)

(

)



+

+

+

+

=

2

3

2

176

,

15

2

2

1

1

756

,

15

2

901

,

1

2

756

,

15

2

1

901

,

1

2

6

5

2

1

023

,

20

1

901

,

1

2

6

5

2

EI

1

V

0

,

1

2

k

 

(

) (

)

[

]

m

EI

00865

,

0

0175

,

0

008851

,

0

0175

,

0

0

,

6273

52684

,

55

25

,

1

01

,

0

25

,

0

02

,

0

2

=

=

=

=

+

0,0175

55,52684

 

 

m

k

R

V

n

k

00865

,

0

4

,

877

1

588

,

7

1

)

(

=

=

=

 

(ugięcie sprężyny; siła rozciągająca –> przemieszczenie w górę)

 

 
 
 
Ostateczne wykresy N, M, T (wpływ osiadania podpór): 
 

 

M

      

[kNm]

20,604

20,023

(n)

0,580

1,901

1,901

0,580

15,176

15,756

-4,

05

2

-10,300

-0

,1

1

6

1

4

,7

7

2

T

       

[kN]

(n)

N

       

[kN]

(n)

-1

2

,0

5

9

1,8

96

-2,1

04

7,587

-3,9

48

-0

,1

1

6

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

10

4x2

9

1

3

8

7

6

[m]

3

2

12

10

11

14

13

4

16

15

5

α

M

ETODA SIŁ 

KRATOWNICA

 

Zadana kratownica: 

Pas górny kratownicy doznał ogrzania o t

0

 [

C

o

Dane: 

[ ]

o

C

30

t

0

=

 

=

α

o

C

1

10

2

,

1

5

t

 

Przyjęto profil prętów 

I120 

A=14,20 cm

2

 

E = 205GPa 
EA = 291100 kN 

Stopień statycznej niewyznaczalności układu: SSN = 2  

X

1

9

8

7

6

X

2

13

11

10

1

12

2

14

15

3

16

5

4

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

11

 

Układ podstawowy: 

 

 

 

 

 

Układ równań kanonicznych:  

        

 

2,667

2,667

Stan X

1

=1

1,333

1,333

1,0

1

,0

1,2

02

1,2

02

1,333

0,667

X

1

=1

0,667

1,2

02

1

,0

1

,0

1

,0

1,2

02

1,2

02

1,2

02

2,0

2,667

1,333

0,667

1,333

Stan X

2

=1

1,0

2,0

0,667

X

2

=1

 

Lp. 

N

1

 

N

2

 

N

1

²·l/EA 

N

2

²·l/EA 

N

1

N

2

·l/EA 

δ

1t

 

δ

2t

 

N

(n) 

2,000 

-0,667 

-2,000 

0,889 

8,000 

2,667 

-0,00048 

-0,00144 

-25,934 

2,000 

0,000 

-1,333 

0,000 

3,556 

0,000 

-0,00096 

-25,871 

2,000 

0,000 

-0,667 

0,000 

0,889 

0,000 

-0,00048 

-12,936 

2,000 

0,000 

0,000 

0,000 

0,000 

0,000 

0,000 

3,000 

0,000 

0,000 

0,000 

0,000 

0,000 

0,000 

2,000 

0,000 

0,667 

0,000 

0,889 

0,000 

12,936 

2,000 

0,000 

1,333 

0,000 

3,556 

0,000 

25,871 

2,000 

0,667 

2,000 

0,889 

8,000 

2,667 

25,934 

2,000 

1,333 

2,667 

3,556 

14,222 

7,111 

25,996 

10 

3,606 

-1,202 

-1,202 

5,208 

5,208 

5,208 

-0,112 

11 

3,000 

1,000 

1,000 

3,000 

3,000 

3,000 

0,093 

12 

3,606 

-1,202 

-1,202 

5,208 

5,208 

5,208 

-0,112 

13 

3,000 

0,000 

1,000 

0,000 

3,000 

0,000 

19,404 

14 

3,606 

0,000 

-1,202 

0,000 

5,208 

0,000 

-23,320 

15 

3,000 

0,000 

1,000 

0,000 

3,000 

0,000 

19,404 

16 

3,606 

0,000 

-1,202 

0,000 

5,208 

0,000 

-23,320 

 

 

 

 

18,749 

68,943 

25,860 

-0,00048 

-0,00288 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EA·δ

11

 

EA·δ

22

 

EA·δ

12

 

δ

1t

 

δ

2t

 

 

 

 

 

 

6,441E-05 

0,000237 

8,884E-05 

 

 

 

=

+

+

=

+

+

0

0

2

2

22

1

21

1

2

12

1

11

t

t

x

x

x

x

δ

δ

δ

δ

δ

δ

l

t

N

t

i

it

=

α

δ

0

l

EA

N

N

k

i

ik

=

δ

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

12

749

,

18

EA

11

=

δ

kN

m

 

943

,

68

EA

22

=

δ

kN

m

 

860

,

25

EA

12

=

δ

kN

m

 

 

00048

,

0

t

1

=

δ

[ ]

m

 

00288

,

0

t

2

=

δ

[ ]

m

=

+

=

+

EA

00288

,

0

x

943

,

68

x

860

,

25

EA

00048

,

0

x

860

,

25

x

18,749

2

1

2

1

     

=

+

=

+

838,368

x

943

,

68

x

860

,

25

139,728

x

860

,

25

x

18,749

2

1

2

1

 

=

=

kN

19,40357

x

kN

-19,3104

x

2

1

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

Sprawdzenie kinematyczne: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lp. 

N

(n)

 

N

(o) 

N

(n)

· N

(o)

·l/EA 

No·α·t·l 

1  2,000 

-25,934 

-1.000 

51.867098 

-0.00072 

2  2,000 

-25,871 

-1.000 

51.742859 

-0.00072 

3  2,000 

-12,936 

-0.500 

12.935715 

-0.00036 

4  2,000 

0,000 

0.000 

5  3,000 

0,000 

0.000 

6  2,000 

12,936 

0.500 

12.935715 

7  2,000 

25,871 

1.000 

51.742859 

8  2,000 

25,934 

1.000 

51.867098 

9  2,000 

25,996 

1.000 

51.991336 

10  3,606 

-0,112 

0.000 

11  3,000 

0,093 

0.000 

12  3,606 

-0,112 

0.000 

13  3,000 

19,404 

0.750 

43.658038 

14  3,606 

-23,320 

-0.901 

75.790623 

15  3,000 

19,404 

0.750 

43.658038 

16  3,606 

-23,320 

-0.901 

75.790623 

 

 

523.98 

-0.0018 

 

1,0

1,0

1,0

[-]

(o)

N

1,0

1,0

0,75

0,75

0,9

01

0,9

01

0

,7

5

0

,7

5

1,0

0,5

1,0

0,5

+

=

i

i

t

o

o

n

t

K

l

t

N

l

EA

N

N

V

α

0

)

(

0

,

1

8,848

-9,664

0,032

8,931

8,931

6

,6

6

5

8,930

0,0

38

8,909

0,0

38

0

,0

3

2

8,909

8,887

6

,6

6

5

8,0

11

8,887

4,444

8,0

11

4,444

t

(n)

N

[kN]

0,00

0018

,

0

98

,

523

0

,

1

=

=

EA

V

K

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

13

A

Y

X

[m]

B

30 kN

10 kN/m

5

4

17

3

10

X

Y

X

2

X

1

dx

EI

M

M

s

k

i

ik

∑∫

=

ϕ

δ

cos

M

ETODA SIŁ 

-

ŁUK

 

Schemat układu:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Stopień statycznej niewyznaczalności SSN = 2 

Łuk ma kształt paraboli o równaniu: 

(

)

x

l

x

l

f

4

y

2

=

 

5

f =

 m 

17

l =

(

)

x

17

x

17

5

4

y

2

=

 

2

x

289

20

x

289

340

y

=

 

 

Funkcja stycznej w dowolnym punkcie:  

x

289

40

289

340

dx

dy

tg

=

=

α

 

Pomijam wpływ T i N zgodnie z warunkiem 

5

1

17

5

l

f

=

 

Przyjęty układ podstawowy:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Układ równań kanonicznych: 

=

=

0

0

V

H

   

=

δ

+

δ

+

δ

=

δ

+

δ

+

δ

0

x

x

0

x

x

P

2

2

22

1

21

P

1

2

12

1

11

 

 

 

 

 

     

 
              Całki w łuku obliczone zostaną metodą Simsona: 

(

)

n

n

n

b

a

f

f

f

f

f

f

f

x

x

f

+

+

+

+

+

+

+

=

1

2

3

2

1

0

4

2

...

4

2

4

3

)

(

 

( )

ϕ

cos

k

i

M

M

x

f

=

 

m

85

,

0

X =

 

ds

EI

M

M

s

k

i

ik

∑ ∫

=

δ

ds

EI

M

M

s

P

i

iP

∑ ∫

=

δ

ϕ

ϕ

cos

cos

dx

ds

ds

dx

=

=

dx

EI

M

M

s

P

i

iP

∑∫

=

ϕ

δ

cos

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

14

M

[m]

''P"

 

[kNm]

Stan "P"

M

[m]

1,0

1290

130

30 kN

M=-1·y

M=1·(17-x)

X

1

17,0

Stan X

1

=1

0,0

17,0

5,0

0,0

1,0

X

2

Stan X

2

=1

M=-1290+130·x-30·(3-x)

M=-10·

(17-x)2

    2

0,0

M=-1290+130·x

900

500

1290

10 kN/m

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

15

 

Stan  

Lp. 

ϕ

= tg

dx

dy

 

φ

 

ϕ

cos

1

 

M1 

M2 

MP 

ϕ

cos

M

2

1

 

ϕ

cos

M

2
2

 

ϕ

cos

M

M

2

1

 

ϕ

cos

M

M

p

1

 

ϕ

cos

M

M

p

2

 

)

n

(

M  

1,17647 

0,866302 

1,544048 

17,000 

0,00 

-1290,000 

446,2298 

-33860,96 

20.6591 

0,85 

0,95 

1,05882 

0,813962 

1,456402 

16,150 

-0,95 

-1179,500 

379,8625 

1,314402954 

-22,34485 

-27742,9 

1631,935 

9.3265 

1,7 

1,8 

0,94118 

0,755104 

1,373249 

15,300 

-1,80 

-1069,000 

321,4639 

4,449327153 

-37,81928 

-22460,45 

2642,406 

3.9203 

2,55 

2,55 

0,82353 

0,688924 

1,295454 

14,450 

-2,55 

-958,500 

270,494 

8,423688696 

-47,73424 

-17942,46 

3166,3159 

4.4403 

3,4 

3,2 

0,70588 

0,614663 

1,224038 

13,600 

-3,20 

-860,000 

226,3981 

12,53415276 

-53,27015 

-14316,35 

3368,5536 

-1.1134 

4,25 

3,75 

0,58824 

0,531724 

1,160181 

12,750 

-3,75 

-775,000 

188,602 

16,31505021 

-55,47117 

-11464,04 

3371,777 

-14.2408 

5,1 

4,2 

0,47059 

0,439843 

1,105194 

11,900 

-4,20 

-690,000 

156,5065 

19,49561825 

-55,23759 

-9074,746 

3202,8516 

-21.4420 

5,95 

4,55 

0,35294 

0,339293 

1,060456 

11,050 

-4,55 

-605,000 

129,4844 

21,95409567 

-53,31709 

-7089,415 

2919,171 

-22.7169 

6,8 

4,8 

0,23529 

0,231091 

1,027309 

10,200 

-4,80 

-520,000 

106,8812 

23,66919421 

-50,29704 

-5448,846 

2564,1627 

-18.0655 

7,65 

4,95 

0,11765 

0,117109 

1,006897 

9,350 

-4,95 

-437,113 

88,02542 

24,67148476 

-46,60169 

-4115,188 

2178,6292 

-9.6004 

10 

8,5 

8,500 

-5,00 

-361,250 

72,25 

25 

-42,5 

-3070,625 

1806,25 

-2.2340 

11 

9,35 

4,95 

-0,11765 

-0,11711 

1,006897 

7,650 

-4,95 

-292,613 

58,92611 

24,67148476 

-38,12866 

-2253,924 

1458,4212 

3.8337 

12 

10,2 

4,8 

-0,23529 

-0,23109 

1,027309 

6,800 

-4,80 

-231,200 

47,50276 

23,66919421 

-33,53136 

-1615,094 

1140,0662 

8.6027 

13 

11,05 

4,55 

-0,35294 

-0,33929 

1,060456 

5,950 

-4,55 

-177,013 

37,5428 

21,95409567 

-28,7092 

-1116,898 

854,09876 

12.0729 

14 

11,9 

4,2 

-0,47059 

-0,43984 

1,105194 

5,100 

-4,20 

-130,050 

28,74609 

19,49561825 

-23,67325 

-733,0253 

603,66789 

14.2444 

15 

12,75 

3,75 

-0,58824 

-0,53172 

1,160181 

4,250 

-3,75 

-90,313 

20,95578 

16,31505021 

-18,49039 

-445,3102 

392,92079 

15.1171 

16 

13,6 

3,2 

-0,70588 

-0,61466 

1,224038 

3,400 

-3,20 

-57,800 

14,14988 

12,53415276 

-13,31754 

-240,548 

226,39813 

14.6912 

17 

14,45 

2,55 

-0,82353 

-0,68892 

1,295454 

2,550 

-2,55 

-32,513 

8,423689 

8,423688696 

-8,423689 

-107,402 

107,40203 

12.9665 

18 

15,3 

1,8 

-0,94118 

-0,7551 

1,373249 

1,700 

-1,80 

-14,450 

3,96869 

4,449327153 

-4,202142 

-33,73386 

35,71821 

9.9430 

19 

16,15 

0,95 

-1,05882 

-0,81396 

1,456402 

0,850 

-0,95 

-3,612 

1,052251 

1,314402954 

-1,176045 

-4,472065 

4,9981902 

5.6209 

20 

17 

-1,17647 

-0,8663 

1,544048 

0,000 

0,00 

0,000 

0.0000 

2021,708 

 

247,0731 

 

 

-540,964 

 

 

-123809,8 

 

 

27064,8 

 

EIδ

11

 

EIδ

22

 

EIδ

12

=EIδ

21

 

EIδ

1P

 

EIδ

2P

 

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

16

1,0

0,125

1,0

0,1

(o)

M

   

[m]

0,0

0,1

1

17

1

17

M=1-(0,1·y)-(

1

17

·x)

EI

2021,708

=

=

∑∫

dx

EI

M

M

ϕ

δ

cos

1

1

11

 

EI

5

247,073168

=

=

∑∫

dx

EI

M

M

ϕ

δ

cos

2

2

22

 

EI

-540,964

=

=

∑∫

dx

EI

M

M

ϕ

δ

cos

2

1

12

 

EI

-123809,8

=

=

∑∫

dx

EI

M

M

P

P

ϕ

δ

cos

1

1

 

EI

27064,8

=

=

∑∫

dx

EI

M

M

P

P

ϕ

δ

cos

2

2

 

=

+

=

-27064,80

5

247,073168

5

540,964020

-

123809,82

5

540,964020

-

2021,708

2

1

2

1

x

x

x

x

   ⇒    

=

=

kN

x

kN

x

59,2626

77,09751

2

1

 

P

n

M

X

M

X

M

M

+

+

=

2

2

1

1

)

(

 

 

Sprawdzenie kinematyczne:   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

(

O

M

 

)

(

n

M

 

ϕ

cos

1

 

ϕ

cos

)

(

)

(

EI

M

M

n

o

 

1,0000 

20,6591 

1,5440 

31,8986 

0,8550 

9,3265 

1,4564 

11,6136 

0,7200 

3,9203 

1,3732 

3,8761 

0,5950 

4,4403 

1,2955 

3,4226 

0,4800 

-1,1134 

1,2240 

-0,6542 

0,3750 

-14,2408 

1,1602 

-6,1957 

0,2800 

-21,4420 

1,1052 

-6,6353 

0,1950 

-22,7169 

1,0605 

-4,6976 

0,1200 

-18,0655 

1,0273 

-2,2271 

0,0550 

-9,6004 

1,0069 

-0,5317 

0,0000 

-2,2340 

1,0000 

0,0000 

-0,0450 

3,8337 

1,0069 

-0,1737 

-0,0800 

8,6027 

1,0273 

-0,7070 

-0,1050 

12,0729 

1,0605 

-1,3443 

-0,1200 

14,2444 

1,1052 

-1,8891 

-0,1250 

15,1171 

1,1602 

-2,1923 

-0,1200 

14,6912 

1,2240 

-2,1579 

-0,1050 

12,9665 

1,2955 

-1,7637 

-0,0800 

9,9430 

1,3732 

-1,0923 

-0,0450 

5,6209 

1,4564 

-0,3684 

0,0000 

0,0000 

1,5440 

0,0000 

 

Σ

 

-1,3E-12 

dx

EI

M

M

o

o

=

ϕ

ϕ

cos

1

)

(

)

(

0

10

3

,

1

12

=

A

EI

ϕ

background image

Politechnika Poznańska    Instytut Konstrukcji Budowlanych    Zakład Mechaniki Budowli 

2004/2005 

 

 

www.ikb.poznan.pl/anita.kaczor 

wykonał Damian Sierocki 

 

 

17

Wyznaczenie funkcji siły normalnej N i tnącej T od zmiennej φ: 

• 

3

,

0

x ∈

 

ϕ

ϕ

sin

2627

,

59

cos

9024

,

52

=

T

 

ϕ

ϕ

cos

2627

,

59

sin

9024

,

52

=

N

 

 

• 

7

,

3

x ∈

 

ϕ

ϕ

ϕ

cos

30

sin

2627

,

59

cos

9024

,

52

=

T

 

ϕ

ϕ

ϕ

sin

30

cos

2627

,

59

sin

9024

,

52

+

=

N

 

 

• 

12

,

7

x ∈

 

(

)

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

cos

7

10

cos

30

sin

2627

,

59

cos

9024

,

52

=

x

T

 

(

)

ϕ

ϕ

ϕ

ϕ

sin

7

10

cos

30

cos

2627

,

59

sin

529024

+

+

=

x

N

 

 

 
 

20,6590

20

.6

59

3.

14

6

3.1

63

6.7

61

10

.8

92

15

.4

65

2.0

93

1

.8

7

3

4

.5

1

1

10

.3

07

T

       

[kN]

(n)

1

.6

2

0

7

.9

0

2

9

.3

6

6

8

.7

2

0

3

.1

2

9

4

.7

1

8

6

.3

3

1

0

.2

26

2.

15

6

1,

03

3

63

.3

7

4

6

3

.5

0

6

6

2

.9

3

3

79

.4

12

79

,3

77

79

.1

52

78

.6

89

62

.6

92

61

.6

23

6

0

.7

7

3

5

8

.9

2

6

5

9

.7

7

1

6

1

.7

4

1

6

4

.7

3

4

6

8

.6

2

2

N

       

[kN]

(n)

84

.3

44

90

.5

62

97

.1

25

73

.2

69

78

.5

47

5

9

.2

6

3

4.

01

6

4.

77

7

M

       

[kNm]

1.1

13

4.4

40

3.9

20

9.3

26

(n)

21

.4

4

2

14

.2

41

9

.6

0

0

1

8

.0

6

5

2

2

.7

1

7

3

.8

3

4

1

4

.6

9

1

1

2

.0

7

3

8

.6

0

3

1

5

.1

1

7

1

4

.2

4

4

1

2

.9

6

6

9

.9

4

3

0

.0

5

.6

2

1

2

.2

3

4

17

10

59,2627

4

3

52,9024

X

Y

30 kN

[m]

77,0976

59,2627

10 kN/m

7,1

15

79

,1

98

3

6,1

98

17

,6

73