MS przyk2 id 309498 Nieznany

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

1

ROZWI

Ą

ZANIE RAMY PŁASKIEJ METOD

Ą

SIŁ I OBLICZENIE PRZEMIESZCZE

Ń

1

DANE WYJŚCIOWE

Dana jest rama jak na rysunku.

3

,0

0

m

q

=

5

,0

0

k

N

/m

P=20,00kN

M=15,00 kNm

i

k

1

= 0.5 EI

m

3

k

2

=

1

E

I

m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

1

2

-30

o

C

10

o

C

20

o

C

-5

o

C

r =1cm

r = 1.5

o

j

EI

1.3889 EI

Błędy montażu

1.5

o

1

o

1.2

cm

L

2

=1cm

2

L

1

=

-1

.5

cm

1

1.4 cm

Rozwiązać ją metodą sił od danego obciążenia siłami, od zmiany temperatury oraz od błędów montażu
i przemieszczeń podpór. Sporządzić wykresy sił przekrojowych i dokonać kontroli rozwiązania od
jednego z wymienionych wpływów. Obliczyć zaznaczone przemieszczenia.
Uwaga dotycząca oznaczeń.

Aby uniknąć niejednoznaczności oznaczeń wszystkie przemieszczenia obliczane w statycznie

wyznaczalnym układzie podstawowym i dotyczące tylko układu podstawowego oznaczać będziemy
małym symbolem

δ

a przemieszczenia obliczane w statycznie niewyznaczalnym układzie danym lub

obliczane w układzie podstawowym a dotyczące układu danego oznaczać będziemy dużym symbolem

. Siły przekrojowe i reakcje wyznaczane w układzie podstawowym oznaczać będziemy

odpowiednim symbolem z nadkreśleniem (np. M ) a w układzie danym oznaczać będziemy
odpowiednim symbolem bez nadkreślenia (np. M ).

2

WYZNACZENIE STOPNIA STATYCZNEJ NIEWYZNACZALNOŚCI

Aby skorzystać z wzoru

t

e

n

h

=

3

przekształcamy układ dany w zbiór tarcz „sztywnych”
otwartych przez usunięcie więzi podporowych,
dokonanie przecięć wszędzie tam gdzie połączenie nie
jest pełne oraz „otwarcie” tarcz zamkniętych.
Zilustrowano to na rysunku obok. Na rysunku tym w
nawiasach podano liczby usuniętych więzi, których
suma jest liczbą więzi

e

w przytoczonym wzorze.

3

ROZWIĄZANIE RAMY OD OBCIĄŻENIA SIŁAMI

3.1

UKŁAD PODSTAWOWY I ODPOWIADAJĄCY MU UKŁAD RÓWNAŃ

KANONICZNYCH

3.1.1

UKŁAD PODSTAWOWY


Układ podstawowy tworzymy z układu
danego przez zastąpienie

h

n

więzi

niewiadomymi siłami w taki sposób by
powstały układ był geometrycznie
niezmienny.
Uwaga: Liniami przerywanymi wzdłuż osi
prętów wyróżniono włókna do znakowania
momentów zginających

.

3.1.2

UKŁAD RÓWNAŃ KANONICZNYCH

0

1

1

2

12

1

11

=

=

+

+

F

rz

F

F

F

X

X

δ

δ

δ

,

0

2

2

2

22

1

21

=

=

+

+

F

rz

F

F

F

X

X

δ

δ

δ

.

(e=2)

(e=3)

2

=

t

(e=3)

8

2

3

2

=

+

=

e

2

2

3

8

=

=

h

n

3

,0

0

m

q

=

5

,0

0

k

N

/m

P=20,00kN

M=15,00 kNm

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

EI

1.3889 EI

X

1

X

2

y

x

A

B

C

D

E

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

2

3.2

ROZWIĄZANIA UKŁADU PODSTAWOWEGO

3.2.1

ROZWIĄZANIE UKŁADU PODSTAWOWEGO OD DANEGO OBCIĄŻENIA

F=(M,P,Q)


Uwaga: Wszystkie wielkości
wyznaczane w tym punkcie wyróżniamy
nadkreśleniem i indeksem górnym F.
Dla skrócenia zapisu w obliczeniach
pominiemy te wyróżniki stosując pełne
symbole tylko w oznaczeniach
wielkości, z których korzystać będziemy
w dalszych obliczeniach.


3.2.1.1

WYZNACZENIE REAKCJI PODPÓR

=

+

+

+

=

0

2

/

3

3

6

10

m

m

q

M

m

P

m

V

M

B

A

0

2

/

3

3

/

5

15

6

20

10

=

+

+

+

m

m

m

kN

kNm

m

kN

m

V

B

kN

V

V

F

B

B

75

.

15

=

=

,

=

+

=

0

P

V

V

Y

B

A

0

20

75

.

15

=

+

kN

kN

V

A

kN

V

V

F

A

A

25

.

4

=

=

,

=

+

=

0

3m

q

H

X

A

0

3

/

5

=

+

m

m

kN

H

A

kN

H

H

F

A

A

00

.

15

=

=

.

Kontrola

=

+

+

=

2

/

3

3

4

10

3

m

m

q

M

m

P

m

V

m

H

M

A

A

B

0

)

2

/

3

3

5

15

4

20

10

25

.

4

3

15

(

=

+

+

=

kNm

3.2.1.2

OBLICZENIE WARTOŚCI RZĘDNYCH CHARAKTERYSTYCZNYCH SIŁ
PRZEKROJOWYCH.

0

=

A

M

,

=

=

2

/

5

.

1

5

.

1

5

.

1

2

m

m

q

m

H

m

V

M

A

A

E

,

375

.

25

2

/

5

.

1

5

.

1

/

5

5

.

1

15

2

25

.

4

kNm

m

m

m

kN

m

kN

m

kN

=

+

=

kNm

m

m

m

kN

m

kN

m

m

m

q

m

H

m

V

M

A

A

CA

50

.

39

2

/

3

3

/

5

3

15

4

25

.

4

2

/

3

3

3

4

=

+

=

=

,

kNm

kNm

kNm

M

M

M

CA

CD

50

.

54

15

5

.

39

=

+

=

+

=

,

kNm

m

kN

m

V

M

B

D

00

.

63

4

75

.

15

4

=

=

=

,

0

=

B

M

,

(

)

kN

kN

H

V

V

A

A

AC

40

.

12

6

.

0

15

8

.

0

25

.

4

sin

cos

=

+

=

=

α

α

,

(

)

kN

kN

H

V

N

A

A

AC

45

.

9

8

.

0

15

6

.

0

25

.

4

cos

sin

=

+

=

=

α

α

,

(

)

kN

kN

m

q

H

V

V

A

A

CA

40

.

3

6

.

0

3

5

6

.

0

15

8

.

0

25

.

4

sin

3

sin

cos

=

+

=

=

α

α

α

,

(

)

kN

kN

m

q

H

V

N

A

A

CA

55

.

2

8

.

0

3

5

8

.

0

15

6

.

0

25

.

4

cos

3

cos

sin

=

+

=

=

α

α

α

,

kN

kN

kN

V

P

V

B

CD

25

.

4

75

.

15

20

=

=

=

,

kN

V

V

B

DB

75

.

15

=

=

,

0

=

CB

N

.

Rzędne środkowe momentów zginających dla przedziału CD i DB, wykorzystując ich

prostoliniowy charakter, obliczono jako średnie arytmetyczne z wartości brzegowych.

(

)

(

)

kNm

kNm

M

M

M

D

CD

CD

s

75

.

58

2

/

63

5

.

54

2

/

,

=

+

=

+

=

,

(

)

(

)

kNm

kNm

M

M

M

B

D

DB

s

50

.

31

2

/

0

63

2

/

,

=

+

=

+

=

Siła podłużna w więzi sprężystej nr 1:

kN

V

S

A

F

25

.

4

1

=

=

Moment zginający w więzi sprężystej nr 2:

kNm

M

S

CA

F

50

.

39

2

=

=

3

,0

0

m

q

=

5

,0

0

k

N

/m

P=20,00kN

M=15,00 kNm

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

y

x

V

A

H

A

V

B

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

3

3

,0

0

m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

y

x

V

A

H

A

V

B

X

1

3.2.1.3

WYKRESY SIŁ PRZEKROJOWYCH.

39

,5

0k

N

m

5

4

,5

0

k

N

m

6

3

,0

0

k

N

m

25

,3

75

kN

m

M

F

+

+

5

8

,7

5

k

N

m

3

1

,5

0

k

N

m

12

,4

0k

N

3,4

0k

N

4

,2

5

k

N

4

,2

5

k

N

1

5

,7

5

k

N

1

5

,7

5

k

N

V

F

+

+

-

2,5

5k

N

9,4

5k

N

+

-

N

F

3.2.2

ROZWIĄZANIE UKŁADU PODSTAWOWEGO OD OBCIĄŻENIA X

1

= 1

Uwaga: Wszystkie wielkości wyznaczane w tym
punkcie wyróżniamy nadkreśleniem i indeksem
górnym 1. Dla skrócenia zapisu w obliczeniach
pominiemy te wyróżniki stosując pełne
symbole tylko w oznaczeniach wielkości,
z których korzystać będziemy w dalszych
obliczeniach.


3.2.2.1

WYZNACZENIE REAKCJI PODPÓR

=

+

=

0

1

10m

V

M

B

A

m

V

V

B

B

/

10

.

0

1

=

=

,

=

=

0

B

A

V

V

Y

m

V

V

A

A

/

10

.

0

1

=

=

,

=

=

0

A

H

X

0

1

=

=

A

A

H

H

.

Kontrola

0

1

10

1

.

0

3

0

10

3

1

=

+

=

+

+

=

X

m

V

m

H

M

A

A

B


3.2.2.2

OBLICZENIE WARTOŚCI RZĘDNYCH CHARAKTERYSTYCZNYCH SIŁ
PRZEKROJOWYCH

0

=

A

M

,

40

.

0

3

4

=

=

m

H

m

V

M

A

A

C

,

60

.

0

1

4

=

=

m

V

M

B

D

,

1

=

B

M

,

m

H

V

V

A

A

AC

/

08

.

0

sin

cos

=

=

α

α

,

m

H

V

N

A

A

AC

/

06

.

0

cos

sin

=

=

α

α

,

m

V

V

B

CB

/

10

.

0

=

=

,

0

=

CB

N

.

(

)

(

)

20

.

0

2

/

4

.

0

0

2

/

,

=

=

+

=

=

C

A

AC

s

E

M

M

M

M

,

(

)

(

)

50

.

0

2

/

6

.

0

4

.

0

2

/

,

=

=

+

=

D

C

CD

s

M

M

M

,

(

)

(

)

80

.

0

2

/

1

6

.

0

2

/

,

=

=

+

=

B

D

DB

s

M

M

M

.

(

)

(

)

70

.

0

2

/

1

4

.

0

2

/

,

=

=

+

=

B

C

CB

s

M

M

M

.

Siła podłużna w więzi sprężystej nr 1:

m

V

S

A

/

10

.

0

1
1

=

=

Moment zginający w więzi sprężystej nr 2:

40

.

0

1

2

=

=

C

M

S

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

4

3

,0

0

m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

y

x

V

A

H

A

V

B

X

2

3.2.2.3

WYKRESY SIŁ PRZEKROJOWYCH

0

,4

0

0,4

0

0

,6

0

1

,0

0

-

-

M

1

0

,5

0

0

,8

0

0,2

0

0,0

8/m

0

,1

0

/m

-

-

V

1

0

,1

0

/m

0

,1

0

/m

0,0

6/m

0,0

6/m

+

N

1

3.2.3

ROZWIĄZANIE UKŁADU PODSTAWOWEGO OD OBCIĄŻENIA X

2

= 1

Uwaga: Wszystkie wielkości wyznaczane w tym
punkcie wyróżniamy nadkreśleniem i indeksem
górnym 2. Dla skrócenia zapisu w obliczeniach
pominiemy te wyróżniki stosując pełne symbole
tylko w oznaczeniach wielkości, z których
korzystać będziemy w dalszych
obliczeniach.


3.2.3.1

WYZNACZENIE REAKCJI PODPÓR

=

+

=

0

3

1

10

m

m

V

M

B

A

30

.

0

2

=

=

B

B

V

V

,

=

=

0

B

A

V

V

Y

30

.

0

2

=

=

A

A

V

V

,

=

+

=

0

1

A

H

X

1

2

=

=

A

A

H

H

.

Kontrola

0

)

10

)

3

.

0

(

3

)

1

(

(

10

3

=

+

=

+

=

m

m

V

m

H

M

A

A

B

3.2.3.2

OBLICZENIE WARTOŚCI RZĘDNYCH CHARAKTERYSTYCZNYCH SIŁ
PRZEKROJOWYCH

0

=

A

M

,

m

m

H

m

V

M

A

A

C

80

.

1

3

4

=

=

,

m

m

V

M

B

D

20

.

1

4

=

=

,

0

=

B

M

,

36

.

0

sin

cos

=

=

α

α

A

A

AC

H

V

V

,

98

.

0

cos

sin

=

=

α

α

A

A

AC

H

V

N

,

30

.

0

=

=

B

CB

V

V

,

1

=

CB

N

.

(

)

(

)

m

m

M

M

M

M

C

A

AC

s

E

90

.

0

2

/

8

.

1

0

2

/

,

=

+

=

+

=

=

,

(

)

(

)

m

m

M

M

M

D

C

CD

s

50

.

1

2

/

2

.

1

8

.

1

2

/

,

=

+

=

+

=

,

(

)

(

)

m

m

M

M

M

B

D

DB

s

60

.

0

2

/

0

2

.

1

2

/

,

=

+

=

+

=

,

(

)

(

)

m

m

M

M

M

B

C

CB

s

90

.

0

2

/

0

8

.

1

2

/

,

=

+

=

+

=

.

Siła podłużna w więzi sprężystej nr 1:

30

.

0

2

1

=

=

A

V

S

Moment zginający w więzi sprężystej nr 2:

m

M

S

C

80

.

1

2
2

=

=

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

5

3.2.3.3

WYKRESY SIŁ PRZEKROJOWYCH

1

,8

0

m

1

,2

0

m

1,8

0 m

M

2

1

,5

0

m

0,9

0 m

0

.6

0

m

0,3

60

0,3

60

-0

,3

0

0

-0

,3

0

0

-0

,3

0

0

V

2

0,

98

0

0

,9

8

0

1

,0

0

0

1

,0

0

0

1

,0

0

0

N

2

3.3

OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW I ROZWIĄZANIE UKŁADU RÓWNAŃ

3.3.1

OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW UKŁADU RÓWNAŃ

Współczynniki układu równań obliczamy wykorzystując wzory

+

=

s

j

s

i

s

j

i

ij

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

,

+

=

s

F
s

i
s

F

i

iF

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

,

Do obliczenia całek w powyższych wzorach zastosowano wzór Simpsona lub Mohra. Ze względu na
charakter wykresów momentów zginających całki w powyższych wzorach przedstawiono w postaci
sum 3 lub 2 całek odpowiadających przedziałom całkowania, w których funkcje podcałkowe spełniają
założenia umożliwiające zastosowanie odpowiedniego wzoru.

=

+

+

+

=

2

1

2

1

2

1

1
1

1
1

1

1

1

1

11

1

1

k

S

S

k

S

S

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

CB

CB

AC

AC

δ

(

)

+

+

+

+

=

)

1

(

)

1

(

)

7

.

0

(

)

7

.

0

(

4

)

4

.

0

(

)

4

.

0

(

6

6

3889

.

1

1

)

4

.

0

(

3

2

2

5

4

.

0

1

m

EI

m

EI

EI

m

m

EI

m

EI

m

m

693049

.

2

/

)

4

.

0

(

)

4

.

0

(

/

5

.

0

/

1

.

0

/

1

.

0

3

=

+

+

,

=

+

+

+

=

=

2

2
2

1

2

1

2

1

1
1

2

1

2

1

21

12

1

1

k

S

S

k

S

S

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

CB

CB

AC

AC

δ

δ

(

)

+

+

+

+

=

2

0

)

1

(

9

.

0

)

7

.

0

(

4

8

.

1

4

.

0

6

6

3889

.

1

1

8

.

1

3

2

2

5

4

.

0

1

m

EI

m

m

EI

EI

m

m

EI

m

m

EI

m

2

3

192781

.

4

/

8

.

1

)

4

.

0

(

/

5

.

0

3

.

0

/

1

.

0

=

+

+

,

=

+

+

+

=

2

2
2

2
2

1

2

1

2

1

2

2

2

2

22

1

1

k

S

S

k

S

S

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

CB

CB

AC

AC

δ

EI

m

m

EI

m

m

EI

m

m

m

EI

m

m

m

EI

3

3

485563

.

13

/

8

.

1

8

.

1

/

5

.

0

3

.

0

3

.

0

8

.

1

3

2

2

6

8

.

1

3889

.

1

1

8

.

1

3

2

2

5

8

.

1

1

=

+

+

+

=

,

+

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

DB

F

DB

CD

F

CD

AC

F

AC

F

1

1

1

1

1

1

1

δ

=

+

2

2

1

2

1

1

1
1

k

S

S

k

S

S

F

F

(

)

+

+

+

=

kNm

kNm

m

EI

5

.

39

)

4

.

0

(

375

.

25

)

2

.

0

(

4

0

0

6

5

1

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

6

(

)

+

+

+

+

2

63

)

6

.

0

(

75

.

58

)

5

.

0

(

4

5

.

54

4

.

0

6

2

3889

.

1

1

kNm

EI

(

)

=

+

+

+

+

+

m

EI

kNm

m

EI

kN

m

kNm

EI

/

5

.

39

)

4

.

0

(

/

5

.

0

)

25

.

4

(

/

1

.

0

0

)

1

(

5

.

31

)

8

.

0

(

4

63

6

.

0

6

4

3889

.

1

1

3

2

EI

kNm

2

764461

.

155

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

DB

F

DB

CD

F

CD

AC

F

AC

F

+

+

=

2

2

2

2

1

1

1

δ

=

+

+

2

2

2
2

1

1

2

1

k

S

S

k

S

S

F

F

(

)

+

+

+

=

kNm

m

kNm

m

m

EI

5

.

39

8

.

1

375

.

25

9

.

0

4

0

0

6

5

1

(

)

+

+

+

+

3

63

2

.

1

75

.

58

5

.

1

4

5

.

54

8

.

1

6

2

3889

.

1

1

kNm

EI

EI

kNm

m

EI

kNm

m

EI

kN

kNm

EI

3

3

3

787409

.

402

/

5

.

39

8

.

1

/

5

.

0

)

25

.

4

(

3

.

0

63

3

2

2

4

2

.

1

3889

.

1

1

=

+

+

+

3.3.2

POSTAĆ SZCZEGÓŁOWA UKŁADU RÓWNAŃ I JEGO ROZWIĄZANIE

0

764461

.

155

192781

.

4

693049

.

2

2

2

2

1

=

EI

kNm

X

EI

m

X

EI

m

F

F

,

0

787409

.

402

485563

.

13

192781

.

4

3

2

3

1

2

=

+

+

EI

kNm

X

EI

m

X

EI

m

F

F

kNm

X

F

975393

.

21

1

=

,

kN

X

F

035701

.

23

2

=

.

3.4

OBLICZENIE WARTOŚCI „RZECZYWISTYCH” REAKCJI I SIŁ PRZEKROJOWYCH

F

r

F

r

F

r

F

r

R

X

R

X

R

R

+

+

=

2

2

1

1

,

F

F

F

F

M

X

M

X

M

M

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

,

F

F

F

F

N

X

N

X

N

N

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

,

F

F

F

F

V

X

V

X

V

V

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

,

F

F

F

F

S

X

S

X

S

S

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

.

kN

kN

kN

kNm

H

X

H

X

H

H

F

A

A

A

F

A

036

.

8

15

)

035701

.

23

(

)

1

(

975393

.

21

0

2

2

1

1

=

+

=

+

+

=

kN

kN

kN

kNm

m

V

X

V

X

V

V

F

A

A

A

F

A

963

.

8

25

.

4

)

035701

.

23

(

)

3

.

0

(

975393

.

21

/

1

.

0

2

2

1

1

=

+

+

=

+

+

=

kN

kN

kN

kNm

m

V

X

V

X

V

V

F

B

B

B

F

B

037

.

11

75

.

15

)

035701

.

23

(

3

.

0

975393

.

21

/

1

.

0

2

2

1

1

=

+

+

=

+

+

=

=

+

+

=

F

E

E

E

F

E

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

kNm

kNm

kN

m

kNm

2478

.

0

375

.

25

)

035701

.

23

(

9

.

0

975393

.

21

2

.

0

=

+

+

=

=

+

+

=

F

CA

CA

CA

F

CA

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

kNm

kNm

kN

m

kNm

7544

.

10

5

.

39

)

035701

.

23

(

8

.

1

975393

.

21

4

.

0

=

+

+

=

=

+

+

=

F

CD

CD

CD

F

CD

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

kNm

kNm

kN

m

kNm

2456

.

4

5

.

54

)

035701

.

23

(

8

.

1

975393

.

21

4

.

0

=

+

+

=

=

+

+

=

F

DC

DC

DC

F

DC

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

kNm

kNm

kN

m

kNm

1719

.

22

63

)

035701

.

23

(

2

.

1

975393

.

21

4

.

0

=

+

+

=

kNm

M

M

F

DC

F

DB

1719

.

22

=

=

kNm

kN

kNm

M

X

M

X

M

M

F

BD

BD

BD

F

BD

9754

.

21

0

)

035701

.

23

(

0

975393

.

21

1

2

2

1

1

=

+

+

=

+

+

=

kN

kN

kN

kNm

m

V

X

V

X

V

V

F

AC

AC

AC

F

AC

349

.

2

4

.

12

)

035701

.

23

(

36

.

0

975393

.

21

08

.

0

2

2

1

1

=

+

+

=

+

+

=

kN

kN

kN

kNm

m

V

X

V

X

V

V

F

CA

CA

CA

F

CA

651

.

6

4

.

3

)

035701

.

23

(

36

.

0

975393

.

21

/

08

.

0

2

2

1

1

=

+

+

=

+

+

=

kN

kN

kN

kNm

m

V

X

V

X

V

V

F

CD

CD

CD

F

CD

963

.

8

25

.

4

)

0357019

.

23

(

)

3

.

0

(

975393

.

21

1

.

0

2

2

1

1

=

+

+

=

+

+

=

kN

V

V

F

CD

F

DC

963

.

8

=

=

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

7

=

+

+

=

F

DB

DB

DB

F

DB

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

kN

kN

kN

kNm

m

037

.

11

75

.

15

)

035701

.

23

(

)

3

.

0

(

975393

.

21

/

1

.

0

=

+

=

kN

V

V

F

DB

F

BD

037

.

11

=

=

=

+

+

=

F

AC

AC

AC

F

AC

N

X

N

X

N

N

2

2

1

1

kN

kN

kN

kNm

m

807

.

11

45

.

9

)

035701

.

23

(

98

.

0

975393

.

21

/

06

.

0

=

+

+

=

kN

kN

kN

kNm

m

N

X

N

X

N

N

F

CA

CA

CA

F

CA

807

.

23

55

.

2

)

035701

.

23

(

98

.

0

975393

.

21

06

.

0

2

2

1

1

=

+

=

+

+

=

kN

kN

kNm

N

X

N

X

N

N

F

CD

CD

CD

F

CD

036

.

23

0

)

035701

.

23

(

1

975393

.

21

0

2

2

1

1

=

+

+

=

+

+

=

kN

N

N

N

N

F

BD

F

DB

F

CD

F

DC

036

.

23

=

=

=

=

kN

kN

kN

kNm

m

S

X

S

X

S

S

F

F

9632

.

8

25

.

4

)

035701

.

23

(

3

.

0

975393

.

21

/

1

.

0

1

2

2

1

1

1
1

1

=

+

=

+

+

=

kNm

kN

kN

m

kNm

S

X

S

X

S

S

F

F

F

F

7544

.

10

5

.

39

)

035701

.

23

(

8

.

1

975393

.

21

4

.

0

1

2

2
2

1

1

2

2

=

+

+

=

+

+

=

3.5

WYKRESY „RZECZYWISTYCH” SIŁ PRZEKROJOWYCH

-1

0,7

54

k

N

m

0,2

48

k

N

m

4

,2

4

6

k

N

m

2

2

,1

7

2

k

N

m

-2

1

,9

7

5

k

N

m

M

F

1

3

,2

0

9

k

N

m

0

,0

9

8

k

N

m

2,3

49

k

N

-6

,6

51

k

N

8

,9

6

3

k

N

-1

1

,0

3

7

k

N

V F

8

,9

6

3

k

N

-1

1

,0

3

7

k

N

-1

1,8

07

k

N

-2

3,8

08

k

N

-2

3

,0

3

6

k

N

-2

7

,1

9

9

k

N

-2

3

,0

3

6

k

N

NF

Rzeczywiste wartości sił przekrojowych można też policzyć rozwiązując układ podstawowy od
działającego równocześnie obciążenia danego i znanych już sił hiperstatycznych. Wyniki obliczeń
musiałyby być identyczny (w granicach dokładności rachunkowej) jak przedstawione powyżej.

3.6

KONTROLA POPRAWNOŚCI ROZWIĄZANIA.

Kontrola poprawności rozwiązania polega na sprawdzeniu czy otrzymane rozwiązanie jest

statycznie i kinematycznie dopuszczalne, czyli czy siły spełniają równania równowagi a
przemieszczenia są zgodne z warunkami podparcia i ciągłości.

3.6.1

KONTROLA STATYCZNEJ DOPUSZCZALNOŚCI ROZWIĄZANIA

Dokonując kontroli równań równowagi należy pamiętać, że kontroli podlegają tylko te

wartości, które występują w obliczeniach kontrolnych. Zaleca się, więc aby do sprawdzenia równań
równowagi, podzielić układ na pręty i węzły i dla każdego tak wydzielonego elementu napisać 3
równania równowagi. W tym przypadku kontroli podlegają wszystkie wartości brzegowe sił
przekrojowych. Na rysunku poniżej pokazano elementy, dla których sprawdzimy równania
równowagi.

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

8

q

=

5

,0

0

k

N

/m

M=15,00 kNm

P=20,00kN

A

B

C

D

x

y

x

y

x

y

N

AC

N

CA

N

CA

M

CA

M

AC

V

CA

V

CA

V

AC

V

CD

V

CD

M

CD

V

BD

N

CD

N

CD

N

BD

B

D

x

y

V

DB

M

DB

M

BD

V

BD

N

DB

N

BD

M

CA

M

CD

M

BD

Dla pręta AC

0

8

.

0

3

5

)

808

.

23

(

)

807

.

11

(

cos

3

+

+

=

+

+

=

α

m

q

N

N

X

CA

AC

,

0

6

.

0

3

5

)

651

.

6

(

349

.

2

sin

3

+

+

=

+

+

=

α

m

q

V

V

Y

CA

AC

,

0

5

.

1

3

5

5

)

651

.

6

(

)

754

.

10

(

0

5

.

1

3

5

+

+

=

+

+

=

m

m

q

m

V

M

M

M

CA

CA

AC

A

Dla węzła C

0

6

.

0

)

651

.

6

(

8

.

0

)

808

.

23

(

036

.

23

sin

cos

=

=

α

α

CA

CA

CD

V

N

N

X

,

0

8

.

0

)

651

.

6

(

6

.

0

)

808

.

23

(

963

.

8

cos

sin

+

=

+

=

α

α

CA

CA

CD

V

N

V

Y

,

0

15

246

.

4

754

.

10

+

=

+

=

M

M

M

M

CD

CA

c

Dla pręta CB

0

036

.

23

)

036

.

23

(

=

=

+

=

BD

CD

N

N

X

,

0

20

)

037

.

11

(

963

.

8

=

+

+

=

+

+

=

P

V

V

Y

BD

CD

,

0

2

20

6

)

037

.

11

(

)

975

.

21

(

246

.

4

2

6

+

+

=

+

+

=

m

P

m

V

M

M

M

BD

BD

CD

C

Dla pręta DB

0

036

.

23

)

036

.

23

(

=

=

+

=

BD

DB

N

N

X

,

0

)

037

.

11

(

)

037

.

11

(

=

+

=

+

=

BD

DB

V

V

Y

,

0

4

)

037

.

11

(

)

975

.

21

(

172

.

22

4

+

=

+

=

m

V

M

M

M

BD

BD

DB

D

.

3.6.2

KONTROLA KINEMATYCZNEJ ZGODNOŚCI PRZEMIESZCZEŃ.

Kontrola zgodności przemieszczeń polega na sprawdzeniu zgodności przemieszczeń układu

rozwiązanego z przemieszczeniami rzeczywistymi w tylu miejscach ile wynosi stopień statycznej
niewyznaczalności. Można tego dokonać postępując, w fazie początkowej, analogicznie jak buduje się
układ równań kanonicznych, to jest: przyjąć układ podstawowy metody sił i sporządzić wykresy
momentów zginających od jednostkowych wartości sił hiperstatycznych a następnie policzyć

przemieszczenia w układzie danym ze wzoru

+

=

s

s

F

s

s

F

F

k

S

S

dx

EI

M

M

α

α

α

w miejscach, w

których przecięto (usunięto) więzi tworząc układ podstawowy. Wartości tych przemieszczeń muszą
być takie, jakie wynikają ze sposobu podparcia układu i połączenia jego elementów. Wystarczające
jest jednak sprawdzenie przemieszczeń w miejscach sił hiperstatycznych przyjętych do rozwiązania
układu. W tym przypadku wykresy momentów zginających od jednostkowych wartości sił
hiperstatycznych są już określone i wystarczy policzyć przemieszczenia

F

1

i

F

2

.

+

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

DB

F

DB

CD

F

CD

AC

F

AC

F

1

1

1

1

1

1

1

=

+

2

2

1

2

1

1

1
1

k

S

S

k

S

S

F

F

(

)

+

+

+

=

kNm

kNm

m

EI

)

754

.

10

(

)

4

.

0

(

248

.

0

)

2

.

0

(

4

0

0

6

5

1

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

9

(

)

+

+

+

+

kNm

m

EI

172

.

22

)

6

.

0

(

209

.

13

)

5

.

0

(

4

246

.

4

4

.

0

6

2

3889

.

1

1

(

)

+

+

+

+

kNm

m

EI

)

975

.

21

(

)

1

(

098

.

0

)

8

.

0

(

4

172

.

22

6

.

0

6

4

3889

.

1

1

0

/

)

754

.

10

(

4

.

0

/

5

.

0

)

963

.

8

(

/

1

.

0

3

+

+

m

EI

kNm

m

EI

kN

m

+

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

DB

F

DB

CD

F

CD

AC

F

AC

F

2

2

2

2

1

1

1

=

+

2

2

2
2

1

1

2

1

k

S

S

k

S

S

F

F

(

)

+

+

+

=

kNm

m

kNm

m

m

EI

)

754

.

10

(

8

.

1

248

.

0

9

.

0

4

0

0

6

5

1

(

)

+

+

+

+

2

172

.

22

2

.

1

209

.

13

5

.

1

4

246

.

4

8

.

1

6

2

3889

.

1

1

kNm

m

EI

(

)

+

+

+

+

2

)

975

.

21

(

0

098

.

0

6

.

0

4

172

.

22

2

.

1

6

4

3889

.

1

1

kNm

m

EI

0

/

)

754

.

10

(

8

.

1

/

5

.

0

)

963

.

8

(

3

.

0

3

+

+

m

EI

kNm

m

m

EI

kN

.

4

ROZWIĄZANIE RAMY OD ZMIAN TEMPERATURY

4.1

UKŁAD PODSTAWOWY I ODPOWIADAJĄCY MU UKŁAD RÓWNAŃ

KANONICZNYCH

4.1.1

UKŁAD PODSTAWOWY


Przyjęto układ podstawowy taki jak dla
rozwiązania od obciążeń siłami, aby móc
wykorzystać w obliczeniach wykonane już
rozwiązania od obciążeń hiperstatycznych

4.1.2

UKŁAD RÓWNAŃ KANONICZNYCH

0

1

1

2

12

1

11

=

=

+

+

T

rz

T

T

T

X

X

δ

δ

δ

,

0

2

2

2

22

1

21

=

=

+

+

T

rz

T

T

T

X

X

δ

δ

δ

.

4.2

ROZWIĄZANIA UKŁADU PODSTAWOWEGO

4.2.1

ROZWIĄZANIE UKŁADU PODSTAWOWEGO OD ZMIAN TEMPERATURY

Ponieważ układ podstawowy jest układem statycznie wyznaczalnym zmiany temperatury

nie wywołują w nim żadnych sił

0

2

1

=

=

=

=

=

T

T

T

T

T

S

S

V

N

M

4.2.2

ROZWIĄZANIE UKŁADU PODSTAWOWEGO OD OBCIĄŻENIA X

1

= 1 I X

2

= 1

Ze względu na to, że przyjęto układ podstawowy analogiczny jak dla rozwiązania od

obciążenia siłami (różne jest tylko obciążenie) rozwiązania układu podstawowego od obciążenia

X

1

= 1 i X

2

= 1 są identyczne jak w punktach 2.3 i 2.4.

4.3

OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW I ROZWIĄZANIE UKŁADU RÓWNAŃ

4.3.1

OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW UKŁADU RÓWNAŃ

Współczynniki układu równań obliczamy wykorzystując wzory

+

=

s

j

s

i

s

j

i

ij

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

,

(

)

+

=

p

p

N

T

p

p

M

T

iT

i

i

To

h

Tp

Tw

α

α

δ

)

(

.

Uwzględniając fakt, że rozwiązania układu podstawowego od obciążenia X

1

= 1 i X

2

= 1 są

identyczne jak w punktach 2.3 i 2.4 współczynniki

11

δ

,

21

12

δ

δ

=

i

22

δ

mają wartości takie jak

obliczono w punkcie 2.5.2. Obliczymy więc tylko współczynniki

T

1

δ

i

T

2

δ

.

Określenie składników wzorów dla poszczególnych prętów

Dla pręta AC

m

m

m

M

1

2

5

4

.

0

1

=

=

,

2

5

.

4

2

5

8

.

1

2

m

m

m

M

=

=

,

3

,0

0

m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

EI

1.3889 EI

X

1

X

2

-30

o

C

10

o

C

20

o

C

-5

o

C

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

10

3

.

0

5

/

06

.

0

1

=

=

m

m

N

,

m

m

N

9

.

4

5

98

.

0

2

=

=

,

C

Tw

o

5

=

,

C

Tp

o

20

=

,

C

Tp

Tw

To

o

5

.

7

2

20

5

2

=

+

=

+

=

(przekrój symetryczny),

m

m

h

22

.

0

5

044

.

0

=

=

,

h

Tp

Tw

m

C

m

C

o

o

636

.

113

22

.

0

)

20

5

(

=

=

,

1

)

(

)

(

1

M

T

AC

T

h

Tp

Tw

=

α

δ

+

1

N

T

To

α

=

(

)

T

o

o

o

T

C

C

m

m

C

α

α

=

+

=

886364

.

115

3

.

0

5

.

7

)

1

(

/

636

.

113

,

2

)

(

)

(

2

M

T

AC

T

h

Tp

Tw

=

α

δ

+

2

N

T

To

α

=

(

)

T

o

o

o

T

m

C

m

C

m

m

C

α

α

=

+

=

613636

.

474

9

.

4

5

.

7

5

.

4

/

636

.

113

2

Dla pręta CB

m

m

M

2

.

4

2

6

)

1

4

.

0

(

1

=

+

=

,

2

4

.

5

2

6

8

.

1

2

m

m

m

M

=

=

,

0

1

=

N

,

m

m

N

6

6

1

2

=

=

.

C

Tw

o

10

=

,

C

Tp

o

30

=

,

C

To

o

10

2

30

10

=

=

(przekrój symetryczny),

m

m

h

24

.

0

6

04

.

0

=

=

,

h

Tp

Tw

)

(

m

C

m

C

o

o

6667

.

166

24

.

0

))

30

(

10

(

=

=

,

1

)

(

)

(

1

M

T

CB

T

h

Tp

Tw

=

α

δ

+

1

N

T

To

α

=

(

)

T

o

o

T

C

m

m

C

α

α

=

+

700

0

)

2

.

4

(

/

6667

.

166

,

2

)

(

)

(

2

M

T

CB

T

h

Tp

Tw

=

α

δ

+

=

2

N

T

To

α

(

)

m

C

m

C

m

m

C

T

o

o

o

T

=

+

=

α

α

840

6

5

.

7

4

.

5

/

636

.

113

2

Szukane współczynniki:

T

o

T

o

T

C

C

α

α

δ

=

=

113636

.

584

)

700

8864

.

115

(

1

,

m

C

m

C

T

o

T

o

T

=

+

=

α

α

δ

386363

.

365

)

840

613636

.

474

(

2

.

4.3.2

POSTAĆ SZCZEGÓŁOWA UKŁADU RÓWNAŃ I JEGO ROZWIĄZANIE

0

1136

.

584

192781

.

4

693049

.

2

2

2

1

=

T

o

T

T

C

X

EI

m

X

EI

m

α

0

386363

.

365

485563

.

13

192781

.

4

2

3

1

2

=

+

+

m

C

X

EI

m

X

EI

m

T

o

T

T

α

m

EI

C

X

T

o

T

=

α

6254

.

338

1

,

2

2

1870

.

78

m

EI

C

X

T

o

T

=

α

.

4.4

OBLICZENIE WARTOŚCI „RZECZYWISTYCH” REAKCJI I SIŁ PRZEKROJOWYCH

T

r

T

r

T

r

T

r

R

X

R

X

R

R

+

=

2

2

1

1

,

T

T

T

T

M

X

M

X

M

M

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

,

T

T

T

T

N

X

N

X

N

N

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

,

T

T

T

T

V

X

V

X

V

V

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

T

T

T

T

S

X

S

X

S

S

α

α

α

α

+

+

=

2

2

1

1

=

+

+

=

T

A

T

A

T

A

T
A

H

X

H

X

H

H

2

2

1

1

2

2

/

1870

.

78

0

/

1870

.

78

)

1

(

0

m

EI

C

m

EI

C

T

o

T

o

=

+

+

α

α

=

+

+

=

T

A

T

A

T

A

T

A

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

/

3186

.

57

0

/

1870

.

78

)

3

.

0

(

/

6254

.

338

/

1

.

0

m

EI

C

m

EI

C

m

EI

C

m

T

o

T

o

T

o

=

+

+

=

α

α

α

=

+

+

=

T

B

T

B

T

B

T

B

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

/

3186

.

57

0

/

1870

.

78

3

.

0

/

6254

.

338

/

1

.

0

m

EI

C

m

EI

C

m

EI

C

m

T

o

T

o

T

o

=

+

+

=

α

α

α

=

+

+

=

T

CA

T

CA

T

CA

T

CA

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

m

EI

C

m

EI

C

m

m

EI

C

T

o

T

o

T

o

/

2865

.

5

0

/

1870

.

78

8

.

1

/

6254

.

338

4

.

0

2

=

+

+

=

α

α

α

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

11

T

CA

T

CB

M

M

=

=

+

+

=

T

BC

T

BC

T

BC

T
BC

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

m

EI

C

m

EI

C

m

EI

C

T

o

T

o

T

o

/

6254

.

338

0

/

1870

.

78

0

/

6254

.

338

1

2

=

+

+

=

α

α

α

=

+

+

=

T

AC

T

AC

T

AC

T

AC

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

/

0573

.

1

0

/

1870

.

78

36

.

0

/

6254

.

338

/

08

.

0

m

EI

C

m

EI

C

m

EI

C

m

T

o

T

o

T

o

=

+

+

=

α

α

α

T

AC

T

CA

V

V

=

=

+

+

=

T

CB

T

CB

T

CB

T

CB

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

/

3186

.

57

0

/

1870

.

78

)

3

.

0

(

/

6254

.

338

/

1

.

0

m

EI

C

m

EI

C

m

EI

C

m

T

o

T

o

T

o

=

+

+

=

α

α

α

T

CB

T

BC

V

V

=

=

+

+

=

T

AC

T

AC

T

AC

T
AC

N

X

N

X

N

N

2

2

1

1

2

2

/

9408

.

96

0

/

1870

.

78

98

.

0

/

6254

.

338

/

06

.

0

m

EI

C

m

EI

C

m

EI

C

m

T

o

T

o

T

o

=

+

+

=

α

α

α

T
AC

T

CA

N

N

=

=

+

+

=

T
CB

T

CB

T

CB

T

CB

N

X

N

X

N

N

2

2

1

1

2

2

/

1770

.

78

0

/

1870

.

78

1

0

m

EI

C

m

EI

C

T

o

T

o

=

+

+

α

α

T

CB

T
BC

N

N

=

=

+

+

=

T

T

T

T

S

X

S

X

S

S

1

2

2

1

1

1
1

1

2

2

/

3186

.

57

0

/

1870

.

78

3

.

0

/

6254

.

338

/

1

.

0

m

EI

C

m

EI

C

m

EI

C

m

T

o

T

o

T

o

=

+

+

=

α

α

α

=

+

+

=

T

T

T

T

S

X

S

X

S

S

2

2

2
2

1

1

2

2

m

EI

C

m

EI

C

m

m

EI

C

T

o

T

o

T

o

/

2865

.

5

0

/

1870

.

78

8

.

1

/

6254

.

338

4

.

0

2

=

+

+

=

α

α

α

4.5

WYKRESY „RZECZYWISTYCH” SIŁ PRZEKROJOWYCH

m

EI

C

T

o

α

2865

.

5

M

T

m

EI

C

T

o

α

6254

.

338

m

EI

C

T

o

α

6695

.

166

VT

2

1090

.

1

m

EI

C

T

o

α

2

3186

.

57

m

EI

C

T

o

α

2

9408

.

96

m

EI

C

T

o

α

2

1870

.

78

m

EI

C

T

o

α

NT

Rzeczywiste wartości sił przekrojowych mogą też być wyznaczone w wyniku rozwiązania układu
podstawowego od działających równocześnie znanych już sił hiperstatycznych. Wyniki obliczeń
musiałyby być identyczny (w granicach dokładności rachunkowej) jak przedstawione powyżej.



background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

12

4.6

KONTROLA POPRAWNOŚCI ROZWIĄZANIA.

4.6.1

KONTROLA STATYCZNEJ DOPUSZCZALNOŚCI ROZWIĄZANIA



Podział na elementy











Równania równowagi
Dla pręta AC

0

9408

.

96

9408

.

96

=

+

=

+

=

CA

AC

N

N

X

,

0

0573

.

1

0573

.

1

=

+

=

+

=

CA

AC

V

V

Y

,

0

5

0573

.

1

2865

.

5

0

5

=

+

=

+

=

m

V

M

M

M

CA

CA

AC

A

Dla węzła C

0

6

.

0

0573

.

1

8

.

0

9408

.

96

1870

.

78

sin

cos

=

=

α

α

CA

CA

CB

V

N

N

X

,

0

8

.

0

0573

.

1

6

.

0

9408

.

96

3186

.

57

cos

sin

+

=

+

=

α

α

CA

CA

CB

V

N

V

Y

,

0

2865

.

5

2865

.

5

=

=

=

CD

CA

C

M

M

M

Dla pręta CB

0

1870

.

78

1870

.

78

=

+

=

+

=

BC

CB

N

N

X

,

0

3186

.

57

3186

.

57

=

+

=

+

=

BC

CB

V

V

Y

,

0

6

)

3186

.

57

(

)

6254

.

338

(

2865

.

5

6

+

=

+

=

m

V

M

M

M

BC

BC

CB

C

4.6.2

KONTROLA KINEMATYCZNEJ DOPUSZCZALNOŚCI ROZWIĄZANIA

Wykorzystujemy tu wzór na wyznaczanie przemieszczeń od zmian temperatury

+

=

s

s

T

s

s

T

T

k

S

S

dx

EI

M

M

α

α

α

(

)

+

+

p

p

N

T

p

p

M

T

To

h

Tp

Tw

α

α

α

α

)

(

Obliczając

T

1

i

T

2

możemy wykorzystać fakt, że suma trzeciego i czwartego członu powyższego

wzoru dla

T

1

wynosi

T

1

δ

a suma trzeciego i czwartego członu powyższego wzoru dla

T

2

wynosi

T

2

δ

, które to wielkości zostały już policzone (p.3.4.2)

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

T

CB

AC

T

AC

T

s

s

T

s

s

T

T

1

1

1

1

1

1

1

1

δ

+

=

+

+

+

)

4

.

0

(

3

2

2

5

/

2865

.

5

1

1

2

2

1

2

1

1

1
1

m

m

EI

C

EI

k

S

S

k

S

S

T

o

T

T

T

α

δ

(

)

+

+

+

+

m

EI

C

m

EI

T

o

α

)

6254

.

338

(

)

1

(

)

6695

.

166

(

)

7

.

0

(

4

2865

.

5

4

.

0

6

6

3889

.

1

1

0

1136

.

584

/

1

/

2865

.

5

4

.

0

/

5

.

0

/

3186

.

57

/

1

.

0

3

2

+

+

T

o

T

o

T

o

C

m

EI

m

EI

C

m

EI

m

EI

C

m

α

α

α

,

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

T

CB

AC

T

AC

T

s

s

T

s

s

T

T

2

2

2

2

2

2

1

1

δ

A

B

C

D

x

y

x

y

x

y

N

AC

N

CA

N

CA

M

CA

M

AC

V

CA

V

CA

V

AC

V

CD

V

CD

M

CD

V

BD

N

CD

N

CD

N

BD

M

CA

M

CD

M

BD

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

13

+

=

+

+

+

m

m

m

EI

C

EI

k

S

S

k

S

S

T

o

T

T

T

8

.

1

3

2

2

5

/

2865

.

5

1

2

2

2

2
2

1

1

2

1

α

δ

(

)

+

+

+

+

m

EI

C

m

m

m

EI

T

o

α

0

6695

.

166

9

.

0

4

2865

.

5

8

.

1

6

6

3889

.

1

1

0

3863

.

365

/

1

/

2865

.

5

8

.

1

/

5

.

0

/

3186

.

57

3

.

0

3

2

+

+

+

T

o

T

o

T

o

m

C

m

EI

m

EI

C

m

m

EI

m

EI

C

α

α

α

.

5

ROZWIĄZANIE RAMY OD PRZEMIESZCZEŃ PODPÓR I BŁĘDÓW MONTAŻU

5.1

UKŁAD PODSTAWOWY I ODPOWIADAJĄCY MU UKŁAD RÓWNAŃ

KANONICZNYCH

5.1.1

UKŁAD PODSTAWOWY


Przyjęto układ podstawowy taki jak dla
rozwiązania od obciążeń siłami, aby móc
wykorzystać w obliczeniach wykonane już
rozwiązania od obciążeń hiperstatycznych




5.1.2

UKŁAD RÓWNAŃ KANONICZNYCH

02618

.

0

180

/

5

.

1

1

1

2

12

1

11

=

=

=

+

+

o

o

rz

X

X

π

δ

δ

δ

,

0

2

2

2

22

1

21

=

=

+

+

rz

X

X

δ

δ

δ

UWAGA: Ponieważ usunięto więź podporową (zastępując ją siłą X

1

), w której zadano

przemieszczenie, prawa strona pierwszego równania, to jest przemieszczenie
rzeczywiste w tym miejscu równe jest temu przemieszczeniu.

Jeśli chciałoby się mieć

0

1

=

rz

to należałoby przyjąć układ podstawowy dokonując
przecięcia odpowiednich więzi tak jak na rysunku
obok. W tym przypadku równanie pierwsze
opisywałoby zmianę kąta między przekrojami,
w których przyłożono siły X

1

.

Dalsze obliczenia będą

wykonywane dla układu przyjętego
w punkcie 5.1.1.

5.2

ROZWIĄZANIA UKŁADU PODSTAWOWEGO

5.2.1

ROZWIĄZANIE UKŁADU PODSTAWOWEGO OD PRZEMIESZCZEŃ PODPÓR I

BŁĘDÓW MONTAŻU

Ponieważ układ podstawowy jest układem statycznie wyznaczalnym przemieszczenia podpór i błędy

montażu nie wywołują w nim żadnych sił

0

2

1

=

=

=

=

=

S

S

V

N

M

5.2.2

ROZWIĄZANIE UKŁADU PODSTAWOWEGO OD OBCIĄŻENIA X

1

= 1 I X

2

= 1

Ze względu na to, że przyjęto układ podstawowy analogiczny jak dla rozwiązania od

obciążenia siłami (różne jest tylko obciążenie) rozwiązania układu podstawowego od obciążenia

X

1

= 1 i X

2

= 1 są identyczne jak w punktach 2.3 i 2.4.

5.3

OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW I ROZWIĄZANIE UKŁADU RÓWNAŃ

5.3.1

OBLICZENIE WSPÓŁCZYNNIKÓW UKŁADU RÓWNAŃ

Współczynniki układu równań obliczamy wykorzystując wzory

+

=

s

j

s

i

s

j

i

ij

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

,

+

+

=

r

r

i
r

n

n

i
n

v

v

i
v

m

m

i
m

i

R

L

N

h

V

M

ϕ

δ

.

Uwzględniając fakt, że rozwiązania układu podstawowego od obciążenia X

1

= 1 i X

2

= 1 są

identyczne jak w punktach 2.3 i 2.4 współczynniki

11

δ

,

21

12

δ

δ

=

i

22

δ

mają wartości takie jak

obliczono w punkcie 2.5.2. Obliczymy więc tylko współczynniki

1

δ

i

2

δ

.

3

,0

0

m

k

1

= 0.5 EI

L

3

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

1

2

r =1cm

r

1

= 1.5

o

EI

1.3889 EI

X

1

X

2

=

1

E

I

m

k

2

3

,0

0

m

k

1

= 0.5 EI

L

3

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

2,00m

1

2

r =1cm

r

1

= 1.5

o

EI

1.3889 EI

X

1

X

2

=

1

E

I

m

k

2

X

1

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

14

Błędy montażu wystąpiły w dwóch przekrojach, co

symbolicznie zilustrowano na rysunku obok.

Błędy montażu znakuje się analogicznie jak

odpowiednie siły przekrojowe tzn. zmiany kąta jak
momenty zginające, przesunięcia poprzeczne jak siły
tnące a odkształcenia podłużne jak siły osiowe.

Odkształceniom podłużnym

1

L

i

2

L

przypisano

znaki zgodnie z zasadą: wydłużenie i siła osiowa
rozciągająca „+”, skrócenie i siła osiowa ściskająca „-„.


Symbole odkształceń kątowych ilustrują zmiany kąta

między przekrojami równoległymi, co symbolicznie na osi
pręta i dla elementu odkształconego przedstawiono na
rysunku obok.

Jeśli tej zmianie kąta towarzyszy wydłużenie włókien

wyróżnionych (symbol lewy) to takiej zmianie kąta
przypisujemy znak „+” w przeciwnym przypadku (symbol
prawy) znak „-„.

Wynika stąd, że odkształceniu kątowemu w przekroju „1” należy przypisać znak „-„

a odkształceniu kątowemu w przekroju „2” znak „+”.

Symbole odkształceń postaciowych ilustrują wzajemne poprzeczne przesunięcie osi pręta, co

symbolicznie na osi pręta i dla elementu odkształconego
przedstawiono na rysunku obok

Symbol lewy oznacza deformację h

o zwrocie

zgodnym z dodatnimi zwrotami siły poprzecznej (znak „+”) a
symbol prawy oznacza deformację h

o zwrocie prze-

ciwnym do dodatnich zwrotów siły poprzecznej (znak „-”).

Wynika stąd, że odkształceniu postaciowemu w przekroju

„1” należy przypisać znak „-„

a odkształceniu postaciowemu w przekroju „2” znak „+”.

Wartości błędów montażu są, więc następujące:

02618

.

0

180

5

.

1

5

.

1

1

=

=

=

o

o

o

π

ϕ

,

0175

.

0

180

1

1

2

=

=

=

o

o

o

π

ϕ

,

m

cm

h

012

.

0

2

.

1

1

=

=

,

m

cm

h

014

.

0

4

.

1

2

=

=

,

m

cm

L

015

.

0

5

.

1

1

=

=

,

m

cm

L

01

.

0

1

2

=

=

Siły przekrojowe od obciążeń jednostkowych, w miejscach błędów, mają wartości

2

.

0

1
1

=

M

,

8

.

0

1

2

=

M

,

m

V

/

08

.

0

1
1

=

,

m

V

/

1

.

0

1

2

=

,

m

N

/

06

.

0

1
1

=

,

0

1

2

=

N

,

m

M

9

.

0

2

1

=

,

m

M

6

.

0

2
2

=

,

36

.

0

2

1

=

V

,

3

.

0

2
2

=

V

,

98

.

0

2

1

=

N

,

1

2
2

=

N

,

Przemieszczenia podpór wystąpiły w kierunku reakcji

B

V

i kąt obrotu podpory B.

Wynoszą one

m

cm

B

V

01

.

0

1

=

=

,

02618

.

0

180

/

5

.

1

5

.

1

=

=

=

π

ϕ

o

R

B

.

Zwroty reakcji

B

V

w rozwiązaniach od obciążeń jednostkowych przyjęto przeciwnie do zwrotu

przemieszczenia podpory, więc do obliczania przemieszczeń zmieniamy znaki tej reakcji

m

V

B

/

1

.

0

1

=

,

3

.

0

2

=

B

V

.

Przyjmując układ podstawowy usunięto więź rotacyjną podpory B, więc

0

2

1

=

=

ϕ

ϕ

B

B

R

R

.

(

Gdyby przyjąć układ podstawowy przytoczony w punkcie 4.1.2 byłoby

1

1

=

ϕ

B

R

,

0

2

=

ϕ

B

R

).

Szukane współczynniki:

+

+

+

=

0

)

015

.

0

(

/

06

.

0

014

.

0

/

1

.

0

)

012

.

0

(

/

08

.

0

0175

.

0

8

.

0

)

02618

.

0

(

2

.

0

1

m

m

m

m

m

m

δ

009104

.

0

0

01

.

0

)

/

1

.

0

(

=

m

m

,

1.5

o

1

o

1.2

cm

L

2

=1cm

2

L

1

=

-1

.5

cm

1

1.4 cm

dx

włókna

wyró

ż

nione

dx

włókna

wyró

ż

nione

0

<

ϕ

0

>

ϕ

M

M

dx

dx

V

V

0

>

h

0

<

h

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

15

+

+

+

+

+

=

m

m

m

m

m

m

01

.

0

1

)

015

.

0

(

98

.

0

014

.

0

3

.

0

)

012

.

0

(

36

.

0

0175

.

0

6

.

0

)

02618

.

0

(

9

.

0

2

δ

m

m

023282

.

0

0

01

.

0

)

3

.

0

(

=

.

(

Gdyby przyjąć układ podstawowy przytoczony w punkcie 4.1.2 byłoby

+

+

+

=

0

)

015

.

0

(

/

06

.

0

014

.

0

/

1

.

0

)

012

.

0

(

/

08

.

0

0175

.

0

8

.

0

)

02618

.

0

(

2

.

0

1

m

m

m

m

m

m

δ

035284

.

0

02618

.

0

1

01

.

0

)

/

1

.

0

(

=

m

m

).

5.3.2

POSTAĆ SZCZEGÓŁOWA UKŁADU RÓWNAŃ I JEGO ROZWIĄZANIE

Równanie pierwsze

02618

.

0

009104

.

0

192781

.

4

693049

.

2

2

2

1

=

X

EI

m

X

EI

m

po przekształceniu ma postać

0

035284

.

0

192781

.

4

693049

.

2

2

2

1

=

X

EI

m

X

EI

m

Równanie drugie

0

023282

.

0

485563

.

13

192781

.

4

2

3

1

2

=

+

m

X

EI

m

X

EI

m

Rozwiązanie układu równań

m

EI

X

/

030603

.

0

1

=

,

2

2

/

011241

.

0

m

EI

X

=

.

5.4

OBLICZENIE WARTOŚCI „RZECZYWISTYCH” REAKCJI I SIŁ PRZEKROJOWYCH

+

+

=

r

r

r

r

R

X

R

X

R

R

2

2

1

1

,

+

+

=

α

α

α

α

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

,

+

+

=

α

α

α

α

N

X

N

X

N

N

2

2

1

1

,

+

+

=

α

α

α

α

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

+

+

=

α

α

α

α

S

X

S

X

S

S

2

2

1

1

=

+

+

=

A

A

A

A

H

X

H

X

H

H

2

2

1

1

2

2

/

01124

.

0

0

/

011241

.

0

)

1

(

0

m

EI

m

EI

=

+

+

=

+

+

=

A

A

A

A

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

006433

.

0

0

011241

.

0

)

3

.

0

(

030603

.

0

1

.

0

m

EI

m

EI

m

EI

m

=

+

+

=

+

+

=

B

B

B

B

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

/

006433

.

0

0

/

011241

.

0

3

.

0

/

030603

.

0

/

1

.

0

m

EI

m

EI

m

EI

m

=

+

+

=

+

+

=

CA

CA

CA

CA

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

m

EI

m

EI

m

m

EI

007993

.

0

0

011241

.

0

8

.

1

030603

.

0

4

.

0

2

=

+

+

=

CA

CB

M

M

=

+

+

=

BC

BC

BC

BC

M

X

M

X

M

M

2

2

1

1

m

EI

m

EI

/

03060

.

0

0

0

/

030603

.

0

1

=

+

+

=

+

+

=

AC

AC

AC

AC

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

001599

.

0

0

011241

.

0

36

.

0

030603

.

0

08

.

0

m

EI

m

EI

m

EI

m

=

+

+

=

AC

CA

V

V

=

+

+

=

CB

CB

CB

CB

V

X

V

X

V

V

2

2

1

1

2

2

006433

.

0

0

011241

.

0

)

3

.

0

(

030603

.

0

1

.

0

m

EI

m

EI

m

EI

m

=

+

+

=

CB

BC

V

V

=

+

+

=

AC

AC

AC

AC

N

X

N

X

N

N

2

2

1

1

2

2

01285

.

0

0

011241

.

0

98

.

0

030603

.

0

06

.

0

m

EI

m

EI

m

EI

m

=

+

+

=

AC

CA

N

N

=

+

+

=

CB

CB

CB

CB

N

X

N

X

N

N

2

2

1

1

2

2

/

01124

.

0

0

/

011241

.

0

1

0

m

EI

m

EI

=

+

+

=

CB

BC

N

N

=

+

+

=

1

2

2

1

1

1
1

1

S

X

S

X

S

S

2

2

/

006433

.

0

0

/

011241

.

0

3

.

0

/

030603

.

0

/

1

.

0

m

EI

m

EI

m

EI

m

=

+

+

=

+

+

=

2

2

2
2

1

1

2

2

S

X

S

X

S

S

m

EI

m

EI

m

m

EI

/

007993

.

0

0

/

011241

.

0

8

.

1

/

030603

.

0

4

.

0

2

=

+

+

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

16

5.5

WYKRESY „RZECZYWISTYCH” SIŁ PRZEKROJOWYCH

m

EI

007993

.

0

M

∆∆∆∆

m

EI

03060

.

0

m

EI

01131

.

0

V

∆∆∆∆

2

001599

.

0

m

EI

2

006433

.

0

m

EI

N

∆∆∆∆

2

01285

.

0

m

EI

2

01124

.

0

m

EI

Rzeczywiste wartości sił przekrojowych mogą też być wyznaczone w wyniku rozwiązania układu
podstawowego od działających równocześnie znanych już sił hiperstatycznych. Wyniki obliczeń
musiałyby być identyczny (w granicach dokładności rachunkowej) jak przedstawione powyżej.

5.6

KONTROLA POPRAWNOŚCI ROZWIĄZANIA.

5.6.1

KONTROLA STATYCZNEJ DOPUSZCZALNOŚCI ROZWIĄZANIA


Podział na elementy












Równania równowagi
Dla pręta AC

0

011285

.

0

01285

.

0

=

+

=

+

=

CA

AC

N

N

X

,

0

001599

.

0

001599

.

0

=

+

=

+

=

CA

AC

V

V

Y

,

0

5

001599

.

0

007993

.

0

0

5

+

=

+

=

m

V

M

M

M

CA

CA

AC

A

Dla węzła C

0

6

.

0

001599

.

0

8

.

0

01285

.

0

01124

.

0

sin

cos

=

=

α

α

CA

CA

CB

V

N

N

X

,

0

8

.

0

01285

.

0

6

.

0

01124

.

0

006433

.

0

cos

sin

+

=

+

=

α

α

CA

CA

CB

V

N

V

Y

,

0

007993

.

0

007993

.

0

=

=

=

CD

CA

C

M

M

M

Dla pręta CB

0

01124

.

0

01124

.

0

=

+

=

+

=

BC

CB

N

N

X

,

A

B

C

D

x

y

x

y

x

y

N

AC

N

CA

N

CA

M

CA

M

AC

V

CA

V

CA

V

AC

V

CD

V

CD

M

CD

V

BD

N

CD

N

CD

N

BD

M

CA

M

CD

M

BD

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

17

0

006433

.

0

)

006433

.

0

(

=

=

+

=

BC

CB

V

V

Y

,

0

6

)

006433

.

0

(

)

03060

.

0

(

007993

.

0

6

+

=

+

=

m

V

M

M

M

BC

BC

CB

C

5.6.2

KONTROLA KINEMATYCZNEJ ZGODNOŚCI ROZWIĄZANIA

Wykorzystujemy tu wzór na wyznaczanie przemieszczeń od przemieszczeń podpór i błędów

montażu.

+

=

s

s

s

s

k

S

S

dx

EI

M

M

α

α

α

+

+

+

r

r

r

n

n

v

v

v

m

m

m

R

L

N

h

V

M

α

α

α

α

ϕ

.

Obliczając

1

i

2

możemy wykorzystać fakt, że człony: trzeci, czwarty, piąty i szósty powyższego

wzoru dla

1

równe są razem

1

δ

a człony trzeci, czwarty, piąty i szósty powyższego wzoru dla

2

równe są razem

2

δ

, które to wielkości zostały już policzone (p.4.4.1)

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

CB

AC

AC

s

s

s

s

1

1

1

1

1

1

1

1

δ

+

=

+

+

+

)

4

.

0

(

3

2

2

5

/

007993

.

0

1

1

2

2

1

2

1

1

1
1

m

m

EI

EI

k

S

S

k

S

S

T

δ

(

)

+

+

+

+

m

EI

m

EI

)

0306

.

0

(

)

1

(

)

01131

.

0

(

)

7

.

0

(

4

007993

.

0

4

.

0

6

6

3889

.

1

1

02618

.

0

009104

.

0

/

1

/

007993

.

0

4

.

0

/

5

.

0

/

006433

.

0

/

1

.

0

1

3

2

=

+

+

rz

m

EI

m

EI

m

EI

m

EI

m

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

CB

AC

AC

s

s

s

s

2

2

2

2

2

2

1

1

δ

+

=

+

+

+

m

m

m

EI

EI

k

S

S

k

S

S

8

.

1

3

2

2

5

/

007993

.

0

1

2

2

2

2
2

1

1

2

1

δ

(

)

+

+

+

+

m

EI

m

m

m

EI

0

)

01131

.

0

(

9

.

0

4

007993

.

0

8

.

1

6

6

3889

.

1

1

0

02328

.

0

/

1

/

007993

.

0

8

.

1

/

5

.

0

/

006433

.

0

3

.

0

3

2

+

+

m

m

EI

m

EI

m

m

EI

m

EI

6

WYZNACZENIE SZUKANYCH PRZEMIESZCZEŃ

6.1

ROZWIĄZANIA WIRTUALNE OD OBCIĄŻEŃ JEDNOSTKOWYCH

Uwzględniając fakt, że układy zostały rozwiązane od danych obciążeń, w celu obliczenia

szukanych przemieszczeń należy uzyskać rozwiązania wirtualne od obciążeń jednostkowych
przyłożonych w miejscach i kierunkach szukanych przemieszczeń. Rozwiązania te otrzymamy
rozwiązując dowolne układy podstawowe danej ramy od obciążeń

1

=

i

F

i

1

=

j

F

. Może to być taki

sam układ, jaki był przyjęty do rozwiązania ramy od obciążenia danego. Mogą też być dowolne inne
układy. Tu przyjęto układy jak na rysunkach poniżej.

4,00m

2,00m

4,00m

3

,0

0

m

EI

1.3889 EI

F

i

=1

V

B

i

R

B

i

ϕ

4,00m

2,00m

4,00m

3

,0

0

m

EI

1.3889 EI

F

j

=1

V

B

j

R

B

j

ϕ

Reakcje w miejscach przemieszczeń podpór :

1

=

i

B

V

,

m

R

i

B

6

=

ϕ

,

0

=

i

B

V

,

1

=

i

B

R

ϕ

.


background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

18

Wykresy sił przekrojowych

6

m

M

i

1,0

00

M

j

1,0

00

1

,0

0

0

1

,0

0

0

1

V

i

N

i

V

j

N

j

Siły w więziach sprężystych

0

2

1

1

=

=

=

i

j

i

S

S

S

,

1

2

=

j

S

.

6.2

PRZEMIESZCZENIA OD OBCIĄŻEŃ SIŁAMI

Szukane przemieszczenia obliczymy na podstawie wzorów

+

=

s

s

F

s

i

s

F

i

iF

k

S

S

dx

EI

M

M

,

+

=

s

s

F

s

j

s

F

j

jF

k

S

S

dx

EI

M

M

.

Do obliczenia całek w powyższych wzorach zastosowano wzór Simpsona lub Mohra. Ze względu na
charakter wykresów momentów zginających całki w powyższych wzorach przedstawiono w postaci
sum 3 całek odpowiadających przedziałom całkowania, w których funkcje podcałkowe spełniają
założenia umożliwiające zastosowanie odpowiedniego wzoru.

=

+

+

=

0

1

1

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

DB

F

i

DB

CD

F

i

CD

iF

(

)

+

+

+

=

kNm

m

kNm

m

m

EI

172

.

22

)

2

(

209

.

13

)

1

(

4

0

6

2

3889

.

1

1

(

)

EI

kNm

kNm

m

kNm

m

kNm

m

m

EI

3

9264

.

17

)

975

.

21

(

)

6

(

098

.

0

)

4

(

4

172

.

22

2

6

4

3889

.

1

1

=

+

+

+

(

)

+

+

+

+

+

=

=

+

+

+

+

=

1

2

2

172

.

22

246

.

4

3889

.

1

1

)

754

.

10

(

1

248

.

0

1

4

0

1

6

5

1

0

1

1

1

2

2

2

m

kNm

kNm

EI

kNm

kNm

m

EI

k

S

S

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

F

j

DB

F

j

DB

CD

F

j

CD

AC

F

j

AC

jF

EI

kNm

m

EI

kNm

m

kNm

kNm

EI

2

4130

.

0

/

1

)

7544

.

10

(

1

1

4

2

975

.

21

172

.

22

3889

.

1

1

=

+

+

6.3

PRZEMIESZCZENIA OD ZMIAN TEMPERATURY

Szukane przemieszczenia policzymy na podstawie wzorów

iT

s

s

T

s

i

s

T

i

iT

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

+

+

=

,

jT

s

s

T

s

j

s

T

j

jT

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

+

+

=

gdzie

(

)

+

=

p

p

N

T

p

p

M

T

iT

i

i

To

h

Tp

Tw

α

α

δ

)

(

,

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

19

(

)

+

=

p

p

N

T

p

p

M

T

jT

j

j

To

h

Tp

Tw

α

α

δ

)

(

.

Ze względu na charakter wykresów momentów zginających całki w powyższych wzorach
przedstawiono w postaci sum 2 całek odpowiadających przedziałom całkowania, w których funkcje
podcałkowe spełniają założenia umożliwiające zastosowanie odpowiedniego wzoru.

Obliczenia rozpoczniemy od wyznaczenia składników

iT

δ

,

jT

δ

Pręt AC

0

=

i

M

,

m

m

j

M

5

5

1

=

=

,

0

=

i

N

,

0

=

j

N

,

C

Tw

o

5

=

,

C

Tp

o

20

=

,

C

Tp

Tw

To

o

5

.

7

2

20

5

2

=

+

=

+

=

(przekrój symetryczny),

m

m

h

22

.

0

5

044

.

0

=

=

,

h

Tp

Tw

m

C

m

C

o

o

636

.

113

22

.

0

)

20

5

(

=

=

,

i

M

T

AC

iT

h

Tp

Tw

=

)

(

)

(

α

δ

+

0

=

i

N

T

To

α

,

j

M

T

AC

jT

h

Tp

Tw

=

)

(

)

(

α

δ

+

=

j

N

T

To

α

(

)

T

o

o

T

C

m

m

C

α

α

=

+

1818

.

568

0

5

/

636

.

113

Dla pręta CB

2

18

2

/

6

6

m

m

m

i

M

=

=

,

m

m

j

M

6

6

1

=

=

,

0

=

i

N

,

0

=

j

N

,

C

Tw

o

10

=

,

C

Tp

o

30

=

,

C

To

o

10

2

30

10

=

=

(przekrój symetryczny),

m

m

h

24

.

0

6

04

.

0

=

=

,

h

Tp

Tw

)

(

m

C

m

C

o

o

6667

.

166

24

.

0

))

30

(

10

(

=

=

,

i

M

T

CB

iT

h

Tp

Tw

=

)

(

)

(

α

δ

+

i

N

T

To

α

=

(

)

T

o

o

T

m

C

m

m

C

α

α

=

+

=

3000

0

)

18

(

/

6667

.

166

2

,

j

M

T

CB

jT

h

Tp

Tw

=

)

(

)

(

α

δ

+

=

j

N

T

To

α

(

)

T

o

o

T

C

m

m

C

α

α

=

+

1000

0

6

/

6667

.

166

T

o

T

o

iT

m

C

m

C

α

α

δ

=

=

3000

)

3000

0

(

,

T

o

T

o

jT

C

C

α

α

δ

=

+

=

8182

.

431

)

1000

1818

.

568

(

.

Szukane przemieszczenia

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

T

i

CB

AC

T

i

AC

T

s

s

T

s

i

s

T

i

iT

1

1

1

δ

=

+

+

+

iT

T

i

T

i

k

S

S

k

S

S

δ

2

2

2

1

1

1

(

)

+

+

+

+

+

=

0

)

6254

.

338

(

)

6

(

)

6695

.

166

(

)

3

(

4

0

6

6

3889

.

1

1

0

m

EI

C

m

m

m

EI

T

o

α

m

C

m

C

T

o

T

o

=

α

α

1373

.

97

3000

,

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

T

j

CB

AC

T

j

AC

T

s

s

T

s

j

s

T

j

jT

1

1

2

δ

+

=

+

+

+

1

2

5

/

2865

.

5

1

2

2

1

1

1

m

m

EI

C

EI

k

S

j

S

k

S

S

T

o

jT

T

T

j

α

δ

(

)

+

+

+

+

+

0

)

6254

.

338

(

1

)

6695

.

166

(

1

4

2865

.

5

1

6

6

3889

.

1

1

m

EI

C

m

EI

T

o

α

T

o

T

o

T

o

C

C

m

EI

m

EI

C

α

α

α

=

+

+

6855

.

269

8182

.

431

/

1

/

2865

.

5

1

background image

METODA SIŁ - przykład 2-siły, zmiany temperatury, przemieszczenia podpór i błędy montażu 26-03-09

http://www.iil.pwr.wroc.pl/zukowski

20

6.4

PRZEMIESZCZENIA OD PRZEMIESZCZEŃ PODPÓR I BŁĘDÓW MONTAŻU

Szukane przemieszczenia policzymy na podstawie wzorów

+

+

=

s

i

s

s

i

s

i

i

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

,

+

+

=

j

s

s

s

j

s

j

j

k

S

S

dx

EI

M

M

δ

gdzie

+

+

=

r

r

i
r

n

n

i
n

v

v

i
v

m

m

i
m

i

R

L

N

h

V

M

ϕ

δ

,

+

+

=

r

r

j

r

n

n

j

n

v

v

j

v

m

m

j

m

j

R

L

N

h

V

M

ϕ

δ

Ze względu na charakter wykresów momentów zginających całki w powyższych wzorach
przedstawiono w postaci sum 2 całek odpowiadających przedziałom całkowania, w których funkcje
podcałkowe spełniają założenia umożliwiające zastosowanie odpowiedniego wzoru.

Błędy montażu scharakteryzowane w punkcie 4.4.1 wynoszą:

02618

.

0

180

5

.

1

5

.

1

1

=

=

=

o

o

o

π

ϕ

,

0175

.

0

180

1

1

2

=

=

=

o

o

o

π

ϕ

,

m

cm

h

012

.

0

2

.

1

1

=

=

,

m

cm

h

014

.

0

4

.

1

2

=

=

,

m

cm

L

015

.

0

5

.

1

1

=

=

,

m

cm

L

01

.

0

1

2

=

=

Siły przekrojowe od obciążeń jednostkowych, w miejscach błędów, mają wartości

0

1

=

i

M

,

m

M

i

4

2

=

,

0

1

=

i

V

,

1

2

=

i

V

,

0

1

=

i

N

,

0

2

=

i

N

,

1

1

=

j

M

,

1

1

2

=

M

,

0

2

1

=

V

,

0

2
2

=

V

,

0

2

1

=

N

,

0

2
2

=

N

,

Przemieszczenia podpór wystąpiły w kierunku reakcji

B

V

i kąt obrotu podpory B.

Wynoszą one

m

cm

B

V

01

.

0

1

=

=

,

02618

.

0

180

/

5

.

1

5

.

1

1

=

=

=

π

o

r

.

Wartości reakcji odpowiadających tym przemieszczeniom wywołane obciążeniami jednostkowymi

wynoszą

1

=

i

B

V

,

m

R

i

B

6

=

ϕ

,

0

=

j

B

V

,

1

=

j

B

R

ϕ

.

m

m

m

m

i

23108

.

0

02618

.

0

6

01

.

0

)

1

(

0

0

014

.

0

1

0

0175

.

0

4

0

=

+

+

+

=

δ

,

0175

.

0

02618

.

0

)

1

(

0

0

0

0

0

0175

.

0

1

)

02618

.

0

(

1

=

+

+

+

+

+

=

j

δ

.

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

i

CB

AC

i

AC

i

s

s

s

i

s

i

i

1

1

δ

=

+

+

+

i

i

i

k

S

S

k

S

S

δ

2

2

2

1

1

1

(

)

m

m

m

EI

m

m

m

EI

0012

.

0

23108

.

0

0

)

0306

.

0

(

)

6

(

)

01131

.

0

(

)

3

(

4

0

6

6

3889

.

1

1

0

=

+

+

+

+

=

,

+

+

=

+

+

=

dx

M

M

EI

dx

M

M

EI

k

S

S

dx

EI

M

M

CB

j

CB

AC

j

AC

s

s

s

j

s

j

j

1

1

2

δ

+

=

+

+

+

1

2

5

/

007993

.

0

1

2

2

1

1

1

m

m

EI

EI

k

S

j

S

k

S

S

T

j

δ

(

)

=

+

+

+

+

+

+

0175

.

0

/

1

/

007993

.

0

1

0

)

0306

.

0

(

1

)

01131

.

0

(

1

4

007993

.

0

1

6

6

3889

.

1

1

m

EI

m

EI

m

EI

m

EI

o

o

19

.

0

/

180

*

003363

.

0

003363

.

0

=

=

=

π

.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
NiSHiP spr lab2 MS i MT id 3201 Nieznany
Projekty LW przyk2 id 661366 Nieznany
Belka MS id 82485 Nieznany (2)
4 MS lect5 mo id 37217 Nieznany (2)
MS lect6 mo id 309495 Nieznany
LC MS Lek a srodowisko id 26394 Nieznany
MS powerpoint2007 cz3 id 309477 Nieznany
Belka MS id 82485 Nieznany (2)
Abolicja podatkowa id 50334 Nieznany (2)
4 LIDER MENEDZER id 37733 Nieznany (2)
katechezy MB id 233498 Nieznany
metro sciaga id 296943 Nieznany
perf id 354744 Nieznany
interbase id 92028 Nieznany
Mbaku id 289860 Nieznany
Probiotyki antybiotyki id 66316 Nieznany
miedziowanie cz 2 id 113259 Nieznany
LTC1729 id 273494 Nieznany
D11B7AOver0400 id 130434 Nieznany

więcej podobnych podstron