Przykład 5.7. Układ przestrzenny IV
Obliczyć reakcje i siły w prętach zakończonych obustronnie przegubami.
Przedstawiony element przestrzenny oparty jest za pośrednictwem teleskopu w punkcie A oraz na podporach przegubowych nieprzesuwnych w punktach B, C i D za pośrednictwem prętów dwuprzegubowych. W prętach (obustronnie zakończonych przegubami), które nie są obciążone w przęśle występują tylko siły osiowe. Z równowagi węzłów B, C i D wynika, że siły S1, S2 i S3 mają odpowiednio te same wartości i kierunki działania co reakcje RB, RC i RD.
Znamy więc kierunki nieznanych reakcji RB, RC i RD. Nie znamy ponadto trzech oddziaływań w podporze A: reakcji pionowej RA oraz momentów MAx i MAy. Dla przedstawionej na schemacie ramy można zapisać sześć warunków równowagi. Zatem układ jest statycznie wyznaczalny. Zapisując kolejne równania równowagi należy dążyć do tego, aby były to równania z jedną niewiadomą.
∑
a
1
2
M = 0 qa − R
a = 0 → R = qa
1
z
2
B
2
B
2
2
∑
1
qa
M = 0 M
+ R
a = 0 → M
= −
1
x
Ax
B
2
Ax
2
Znak minus oznacza, że zwrot wektora momentu MAx został założony przeciwnie do faktycznego.
∑
1
1
3
P = 0 − R
− R
+ qa = 0 → R = qa
ix
B
2
C
3
C
2
∑
1
1
2
P = 0 + R
− R
= 0 → R = qa
iy
D
2
C
3
D
2
∑
1
1
1
5
P = 0 R − R
+ R
− R
− 2 qa = 0 → R = qa
iz
A
B
2
C
3
D
2
A
2
∑
1
1
M = 0 M
+ qaa − R
a − 2 qaa − R
a = 0 →
2
M
= 2 qa
iy
Ay
B
2
D
2
Ay
2
W prętach zakończonych obustronnie przegubami występują siły: S = R = qa 1
B
2
3
2
(rozciągająca), S = R = qa
(ściskająca) i S = R = qa
(rozciągająca).
2
C
2
3
D
2
W celu sprawdzenia poprawności obliczeń korzystamy z warunku równowagi, z którego nie korzystaliśmy poprzednio
2
2
2
2
∑
a
1
1
1
qa
qa
qa
qa
M = 0 qa ⋅ − R
a − R
a + R
a = 0 →
−
+
−
= 0
iz
2
B
2
D
2
C
3
2
2
2
2
2