background image

Egzamin zerowy z MECHANIKI BUDOWLI II   

 

Gdańsk 2007.01.24                                                 

 

Zadania można rozwiązywać na osobnych kartkach, które należy oddać. Odpowiedzi wpisać na niniejszym arkuszu.  
 
Imię, nazwisko, nr indeksu:............................................................................................................................................................. 

 

Zadanie 1. (25pkt) Dla poniższej konstrukcji: 

1. przyjąć wektor przemieszczeń, 
2. dla 

założonego wektora przemieszczeń wyznaczyć macierz sztywności całego układu, 

3. obliczyć wektor przemieszczeń, 
4. wyznaczyć wykresy momentów zginających: dla podanego k,  dla k=0 i k=

∞  

5. wyznaczyć siłę w podporze sprężystej dla podanego  k, dla k=0 i k=

∞. 

Zastosować element belkowy. Dla k=0 oraz k=

. metoda wyznaczenia wykresu i siły w podporze sprężystej jest dowolna. 

 
Dane:  

 

EJ=1000kNm

2

    

 

 

 

 

 

l=10m   

 

 

 

 

P=2kN 
k=6kN/m

 

 
 
 

odpowiedź - „punktowane”wyniki:

   

 

 

 

 
 
 

...................................,

...............

=

=

K

q

wykresy: 

 
 
 
 
 

Zadanie 2. (25pkt) Dla podanej ramy przyjęto następujący podział na węzły oraz dyskretyzację układu za pomocą 
elementów typu ramowego. Przyjąć wektor przemieszczeń (przyjąć kolejność składowych wektora przemieszczeń zgodnie z 
numeracją  węzłów. Dla poszczególnych węzłów przyjąć następującą kolejność przemieszczeń:  u

x

 , v

y, 

ϕ., zaznaczyć 

przemieszczenia na rysunku ramy – tylko ich numery). 
Wyznaczyć  następujące elementy macierzy sztywności (po wprowadzeniu warunków podporowych): 

k

65, 

k

63 ,

k

66,, 

k

61 

(indeksy nie oznaczają numerów węzłów

 

tylko numery wierszy i kolumn macierzy sztywności) 

Dane: 
EJ, EA, l=const

 
 
 
 

Odpowiedź- 

„punktowane”wyniki

 
k

65 

 

k

63 

 
k

66 

 
k

61 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3

4

5

6

7

8

9

10

11

X

Y

EJ,l

EJ,l

k

P

EJ,l

EJ,l

k

P

background image

 

Zadanie 3.(25pkt) Wyprowadzić element k

G 12

  macierzy geometrycznej. Skorzystać z poniższego wzoru: 

0

  

l

T

G

dx

′ ′

=

K

B B

 

Odpowiedź -

„punktowane”wyniki

 
Wzór:

 k

G 12

   

 

 

 

 

wynik: k

G 12

 =

 

 
 

 
Zadanie 4

.(25pkt)  

Wyznaczyć macierz sztywności układu. Obliczyć jej wyznacznik. (zastosować element belkowy). 

 

       Odpowiedź: 

 
 
 
 
 
................................................................................................................................................................ 

materiały pomocnicze 

 

3

2

3

2

2

2

3

2

3

2

2

2

12

6

12

6

6

4

6

2

12

6

12

6

6

2

6

4

EJ

EJ

EJ

EJ

l

l

l

l

EJ

EJ

EJ

EJ

l

l

l

l

EJ

EJ

EJ

EJ

l

l

l

l

EJ

EJ

EJ

EJ

l

l

l

l

 

 

 

 

 

6

1

6

1

5

10

5

10

1

2

1

10

15

10

30

6

1

6

1

5

10

5

10

1

1

2

10

30

10

15

l

l

l

l

l

l

l

l

 

 

( )

y x

=

3

2

3

2

2

3

3

2

3

2

2

2

3

2

2

3

2

3

2

1,

,

,

a

a

b

b

v

x

x

x

x

x

x

x

x

x

v

l

l

l

l

l

l

l

l

ϕ

ϕ

⎡ ⎤

⎢ ⎥

⎤ ⎢ ⎥

+

+

⎥ ⎢ ⎥

⎢ ⎥

⎣ ⎦

 

 

 
 

3

2

3

2

2

2

3

2

3

2

2

2

0

0

0

0

12

6

12

6

0

0

6

4

6

2

0

0

0

0

0

0

12

6

12

6

0

0

6

2

6

4

0

0

a

a

a

a

a

a

b

b

b

b

b

b

EA

EA

l

l

EJ

EJ

EJ

EJ

N

u

l

l

l

l

T

v

EJ

EJ

EJ

EJ

M

l

l

l

l

N

u

EA

EA

l

l

T

v

EJ

EJ

EJ

EJ

M

l

l

l

l

EJ

EJ

EJ

EJ

l

l

l

l

ϕ

ϕ

=

⎥ ⎢

⎥ ⎢

⎥ ⎢

⎥ ⎢

⎢ ⎥

⎢ ⎥

⎢ ⎥

⎢ ⎥

⎢ ⎥⎦

  

 

    

0
0

0

0

0 1

0

0

0

0

0 1

c

s

s c

c

s

s c

 

v =0

b

u =0

b

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

B[1,1]

B[1,2]

B[1,3]

B[1,4]