background image

Przykład 1.3. Kratownica płaska 

Czy pokazana na rysunku płaska kratownica jest statycznie wyznaczalna? 

a

a

a

a

a

P

 

7

6

5

4

3

2

1

7

6

5

4

3

2

1

Rozwiązanie:  Zgodnie z definicją układu statycznie wyznaczalnego warunki równowagi 

powinny wystarczyć do jednoznacznego wyznaczenia reakcji podpór i sił przekrojowych w 

rozpatrywanym układzie. W przypadku kratownicy jako warunki równowagi możemy przyjąć 

równania równowagi węzłów kratownicy. 

4

R

3

R

2

R

1

R

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

S

S

S

S

S

S

S

S

S

S

P

 

background image

Wtedy niewiadomymi będą reakcje podporowe R

1

,...R

4

 oraz siły normalne S

1

,...  S

10

Warunkiem koniecznym statycznej wyznaczalności jest zgodność liczby równań równowagi z 

liczbą niewiadomych, czyli dla rozpatrywanej kratownicy płaskiej 

5

4

3

2

1

w = p + 

gdzie: 

w – liczba węzłów,  

p – liczba prętów,  

r – liczba reakcji. 

W naszym przypadku mamy 

w = 7;   

 

 

p = 10;  

 

 

r = 4 

a zatem warunek konieczny statycznej wyznaczalności jest spełniony. Z teorii układów 

algebraicznych równań liniowych wiadomo, że warunkiem dostatecznym istnienia 

jednoznacznego rozwiązania jest, aby wyznacznik główny układu równań był niezerowy. 

Warunek ten jest niewygodny do sprawdzenia. Prościej jest spróbować rozwiązać zagadnienie 

równowagi układu dla przykładowego obciążenia. 

Rozpocznijmy analizę od warunków równowagi pokazanej części kratownicy 

3

S

1

S

2

R

1

R

P

 

0

=

y

F

P

R

=

1

Z równowagi całej kratownicy wnioskujemy  

0

=

y

F

; 0

3

=

R

0

1

=

∑ M

P

R

=

4

0

7

=

∑ M

P

R

=

2

 

2

background image

4

R

3

R

2

R

1

R

P

 

7

6

5

4

3

2

1

Przejdźmy teraz do warunków równowagi poszczególnych węzłów wg kolejności 

numerowania: 

,

 = 

 + 

1
2

S

5

2

R

1

0

 = 

−  − 

S

4

1
2

S

8

2

0

 

,

 = 

 − 

1
2

S

5

2

S

6

0

 = 

 − 

1
2

S

9

2

R

4

0

 

,

 = 

 − 

1
2

S

8

2

S

10

0

 = 

−  + 

S

1

1
2

S

8

2

0

 

,

 = 

 +   + 

1
2

S

9

2

S

10

R

3

0

 = 

−  +   + 

S

3

S

4

1
2

S

9

2

0

 

,

 = 

−  − 

S

7

1
2

S

8

2

0

 = 

 − 

S

1

1
2

S

5

2

0

 

,

 = 

 − 

S

7

1
2

S

9

2

0

 = 

−  + 

S

2

S

3

0

 

,

 = 

 − 

S

6

0

 = 

 + 

 + 

S

2

1
2

S

5

2

R

2

0

 

Wynika z nich, że S

1

,... S

10

 oraz R

1

,...R

4

 wynoszą kolejno: 

[

,

,

, ,

, , ,

,

,

, ,

, ,

P P P

]

P P

2 −P P 0 −P

 

Zatem kratownica jest statycznie wyznaczalna.  

 

3


Document Outline