A. Zaborski, Łuk Łuk kołowy

3.5m

α

130 kN

V

β

A

HB

VB

Obliczenie reakcji:

RA = VB = HB = 130 kN

Równania sił przekrojowych: 0 < α < 180°

M(α) = RA 3.5 (1 - cosα)

Q(α) = RA sinα

N(α) = - RA cosα

0 < β < 90°

M(β) = VB 3.5 (sinβ - cosβ +1) Q(β) = -VB cosβ - HB sinβ

N(β) = VB sinβ - HB cosβ

Obliczenia zapisujemy w tabelce: α M kNm Q kN N kN

0

0.0

0.0 -130.0

45

133.3

91.9

-91.9

90

455.0 130.0

0.0

135

776.7

91.9

91.9

180

910

0.0 130.0

β

M

Q

N

0

0.0 -130.0 -130.0

45

455.0 -183.8

0.0

90

910.0 -130.0 130.0

Wykresy:

130

91.92

91.92

91.92

455

133.3

91.92

776.7

130

910

M

Q

130

N

130

183.8

455

130

130

A. Zaborski, Łuk

Łuk paraboliczny

45 kN/m

y

15 kN/m

1.5 m

α

x

HA

HB

VA

VB

3 m

3 m

Obliczenie reakcji:

HA = HB = 52.5 kN, VA = 26.25 kN, VB = 63.75 kN

Równanie łuku:

y(x) = a x2 + b x +c, z warunakami: y(0) = 0, y(3) = 1.5 m, y(6) = 0, sk d: y(x) = -1/6 x2 + x

pochodna:

y’(x) = 1 – x/3 = tgα

Równania sił przekrojowych: 0 < x < 3 m

M(x) = 26.25 x – 52.5 y

Q(x) = 26.25 cosα - 52.5 sinα

N(x) = -26.25 sinα - 52.5 cosα

3 m < x < 6 m

M(x) = 26.25 x – 52.5 y – 45/2 (x – 3)2 + 30/3 1/6 (x – 3)3

Q(x) = 26.25 cosα - 52.5 sinα - 45 (x – 3) |cosα| + 30/3 ½ (x –3)2 |cosα|

N(x) = -26.25 sinα - 52.5 cosα - 45 (x – 3) |sinα| + 30/3 ½ (x –3)2 |sinα|

Obliczenia prowadzimy w tabelce: x [m] y [m]

α

cosα

sinα

M

Q

N

0 0.000

0.7854

0.7071

0.7071

0.00 -18.56 -18.56

1 0.833

0.5880

0.8321

0.5547 -17.50

-7.28 -29.12

2 1.333

0.3218

0.9487

0.3162 -17.50

8.30 -41.50

3 1.500

0.0000

1.0000

0.0000

0.00 26.25 -52.50

4 1.333 -0.3218

0.9487 -0.3162 14.17

3.56 -54.15

5 0.833 -0.5880

0.8322 -0.5547 10.83

-7.28 -67.95

6 0.000 -0.7854

0.7071 -0.7071

0.00

-7.95 -82.20

Sprawdzenie, czy pochodna momentu zginaj cego po współrz dnej zwi zanej z osi pr ta jest równa sile poprzecznej, np. w pierwszym przedziale: dM( s)

dM( x) d x

=

= 26.25 cos α − 52.5 tg α cos α = 26.25 cos α − 52.5sin α = Q( s) d s

d x

d s

17.5

17.5

M

14.17 10.83

41.5

52.5

ekstremum M

29.12

54.15 67.95

26.25

18.56

N

82.2

8.301

3.56

7.28

Q

7.28

7.95

18.56

A. Zaborski, Łuk Przykład osi racjonalnej łuku parabolicznego q

f

HA

HA

N

RA

l

Okre lamy równanie osi łuku w postaci paraboli 2. stopnia o strzałce równej f i rozpi to ci l oraz obliczamy reakcje jak dla układu 3-przegubowego: 4 f

2

y = −

−

=

=

.

2 ( x 2

lx)

ql

ql

, R

, H

l

A

A

2

8 f

Równanie momentów zginaj cych ma posta : 2

2

qx

ql

ql

4

2

f

qx

M ( x) = R x A − H y

A

−

=

x −

−

( 2 x − lx − = = .

2

)

0

2

2

8 f

l

2

Je li moment zginaj cy jest to samo ciowo równy zero, to i siła poprzeczna musi by to samo ciowo równa zero i łuk pracuje jedynie na ciskanie. Łuk o takiej osi nazywamy łukiem o osi racjonalnej.