plik


Zadanie 5. Kratownica statycznie wyznaczalna. Wyznaczy warto[ci siB w prtach kratownicy statycznie wyznaczalnej przedstawionej na Rys.1: a). metod analitycznego rwnowa|enia wzBw, b). metod graficznego rwnowa|enia wzBw; plan siB Cremony, c). metod przekrojw  Rittera w zaznaczonych prtach. tg  = 0.5 sin  = 0.4472 cos  = 0.8944 tg  = 1.5 sin  = 0.8320 cos  = 0.5547 tg  = 2.5 sin  = 0.9285 cos  = 0.3714 20 KN 2.0 2.0 2.0 Rys.1 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 1/11 1.0 1.0 5.0 3.0 1. Wyznaczenie reakcji  Rys.2 Zaznaczamy wzBy kratownicy: A, B, C, D, E, F, G, H. Usuwamy my[lowo podpory, zastpujemy ich dziaBanie poszukiwanymi reakcjami przyjmujc dowolnie ich zwroty. UkBadajc rwnania rwnowagi przyjmuje si zwykle jako dodatnie siBy poziome zwrcone w prawo, siBy pionowe zwrcone w gr, a momenty siB zwrcone zgodnie z ruchem wskazwek zegara. Je|eli przyjty zwrot reakcji jest zgodny z rzeczywistym, to w wyniku obliczeD otrzymujemy dodatni warto[ tej siBy. Je|eli przyjty zwrot reakcji jest niezgodny z rzeczywistym, to w wyniku obliczeD otrzymujemy ujemn warto[ tej siBy. Ustawiamy odpowiednie trzy rwnania rwnowagi z ktrych VA =20 KN wyznaczamy niewiadome reakcje: HA = 24 KN A 1.  Z = 0  20 + VA = 0 std: VA = 20 KN 2.  MA = 0  20 " 6 + RB " 5 = 0 std: RB = 24 KN H 3.  X = 0  RB + HA = 0 std: RB = HA = 24 KN FG Sprawdzenie:  ME = 0 HA " 5  VA " 6 = 0 Z X E B D C RB = 24 KN 20 KN 2.0 2.0 2.0 Rys.2 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 2/11 2.0 3.0 2. Metoda analitycznego rwnowa|enia wzBw kratownicy. Wycinamy my[lowo poszczeglne wzBy A, B, C, D, E, F, G, H  Rys.3. Na rysunkach wycitych wzBw, zwroty siB w prtach odpowiadaj rozciganiu. Obliczanie warto[ci siB w prtach rozpoczynamy od wzBa w ktrym zbiegaj si tylko dwa prty, w naszym zadaniu jest to wzeB B i F, a nastpnie przechodzimy do wzBa, w ktrym bd tylko dwie nieznane siBy. Ustawiamy dwa rwnania rwnowagi:  X = 0 i  Z = 0. Przyjmujemy znakowanie: prt rozcigany - warto[ siBy w prcie ma znak dodatni , prt [ciskany - warto[ siBy w prcie ma znak ujemny. H 20 KN 20 KN A A G 24 KN 24 KN H F F G E E B D C B 24 KN 24 KN 20 KN 20 KN 2.0 2.0 2.0 Z X D C Rys.3 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 3/11 2.0 3.0 2.1. Wyznaczenie prtw zerowych  Rys.4, Rys.5, Rys.6, Rys.7. Niektre prty przy okre[lonym obci|eniu kratownicy nie pracuj. Warto[ci siB w tych prtach s rwne zeru i dlatego nazwano je prtami zerowymi. Przed przystpieniem do obliczenia kratownicy, wskazane jest wyszukanie prtw zerowych, co znacznie uBatwi wyznaczanie siB w prtach. Prty zerowe s oznaczone kolorem popielatym  Rys.7 3. Je|eli w wzle nieobci|onym schodz si trzy prty, z ktrych dwa le| na jednej prostej, to trzeci prt jest prtem zerowym.  Rys.6 1. Je|eli w wzle nieobci|onym schodz si tylko dwa prty o r|nych kierunkach, to siBy w nich s rwne zeru  Rys.4 NDG = 0 NHA H NFG = 0 F NHG NDE NDC D NHC = 0 NFE = 0 NDE = NDC NHG = NHA Rys.6  X = 0 ,  Z = 0 Rys.4 VA =20 KN HA = 24 KN A 2. Je|eli w wzle schodz si dwa prty o r|nych kierunkach, a wzeB jest obci|ony siB o kierunku pokrywajcym si z kierunkiem jednego H z prtw, to drugi prt jest prtem zerowym.  Rys.5 F G NBA = 0 NBC E B 24 KN B DC RB = 24 KN 20 KN 2.0 2.0 2.0  X = 0 NBC =  24 KN Rys.5 Rys.7 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 4/11 1.0 1.0 5.0 3.0 2.2. Wyznaczenie warto[ci siB w pozostaBych prtach kratownicy korzystajc z rwnaD rwnowagi:  X = 0 i  Z = 0 NEF NEG 1.  X = 0 NEG = 24.037 WzeB E NED + NEG " cos  = 0 2.  Z = 0  20 + NEG " sin  = 0 E E Z NED NED = 13.333 NED =  13.333 20 KN X 20 KN NEG = 24.037 Rys.8 Rys.9 NEG = NGE = 24.037 GH WzeB G NGH = 22.362 1.  X = 0 G  24.037 " cos  + NGC " cos  + NGH " cos  = 0 G 2.  Z = 0  24.037 " sin   NGC " sin  + NGH " sin  = 0 Z NGC NGE = 24.037 NGC =  12.018 NGD X NGC = 12.018 NGE = 24.037 NGH = 22.362 Rys.10 Rys.11 20 KN 1.  X = 0 20 KN WzeB A  NAH " cos   NAC " cos  + 24 = 0 A A 2.  Z = 0 24 KN  NAH " sin   NAC " sin  + 20 = 0 24 KN Z NAH NAC = 10,77 NAH =22.362 X NAC NAB NAH = 22.362 NAC = 10.77 Rys.12 Rys.13 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 5/11 0 0 0 Obliczone warto[ci siB w prtach zestawiamy w tabelce i na poni|szym rysunku  Rys.14 20 KN WzeB Warto[ci siBy w prcie NFG = 0 F A NFE = 0 NEF = 0 24 KN E NEG = 24.037 H NED = -13.333 NGE = 24.037 NGF = 0 G F G NGH = 22.362 NGC = -12.018 NGD = 0 NDE = -13.333 D NDG = 0 NDC = -13.333 NHG = 22.362 H NHA = 22.362 NHC = 0 -13.33 -13.33 -24.00 E NAH = 22.362 A NAB = 0 D C B 24 KN NAC = 10.77 20 KN NBA = 0 2.0 2.0 2.0 B NBC = -24.00 Rys.14 Sprawdzenie poprawno[ci obliczeD  Rys.15: W wzle C zbiegaj si prty w ktrych obliczone s wszystkie warto[ci siB. Z dwch rwnaD rwnowagi sprawdzamy poprawno[ obliczeD. WzeB C NCG =12.018 NCA =10.77 1.  X = 0 13.333 + 12.018" cos  + 10.77 " cos   24 = 0 Z 2.  Z = 0 X  12.018" sin  + 10.77 " sin  = 0 NCB =24.00 C NCD =13.333 Rys.15 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 6/11 2.0 3.0 0 6 3 . 2 2 6 3 . 2 2 7 7 . 0 1 - 1 4 2 0 . . 0 4 2 2 3. Metoda graficznego rwnowa|enia wzBw kratownicy  Rys.16. Metoda graficznego rwnowa|enia wzBw kratownicy jest odpowiednikiem metody analitycznego rwnowa|enia wzBw. Graficzny warunek rwnowagi siB w dowolnym wzle kratownicy jest speBniony, gdy wielobok siB dziaBajcych na ten wzeB jest zamknity. Sporzdzajc w odpowiedniej skali wieloboki siB kolejno dla ka|dego z wycitych wzBw, okre[lamy siBy we wszystkich prtach kratownicy. Zaczynamy rysowa wielobok siB od wzBa gdzie zbiegaj si dwa prty. H 24.00 20 KN skala siB 10 KN A A G 24 KN H G F 13.33 E B -13.33 -13.33 -24.00 24.00 E D C B 24 KN 24.00 20 KN 13.33 24.00 13.33 C D 2.0 2.0 2.0 Rys.16 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 7/11 20.00 2.0 3.0 20.00 6 1 3 . 2 2 2 . 0 2 4 0 77 . 4 6 3 2 . 10. 2 2 6 6 3 6 . 3 . 3 2 . 2 2 2 2 2 77 0. 1 - 1 4 2 0 . . 0 4 2 2 4 0 . 4 2 1 2 . 0 2 3.1. Plan siB Cremony  Rys.16a. SiBy zewntrzne i siBy w prtach kratownicy (prty zerowe pomijamy) oznaczamy indeksami pl, ktre rozgraniczaj kierunki tych siB. Literami od  a do  d oznaczamy pola zewntrzne, a literami od  e do  f pola wewntrzne. Rozpoczynamy rysowa wielobok siB od wzBa E=1 gdzie zbiegaj si dwie nieznane siBy w prtach b-e i e-a oraz znana warto[ siBy 20 KN obci|ajca wzeB E. Wielobok siB rysujemy zgodnie z ruchem wskazwek zegara, czyli najpierw rysujemy w odpowiedniej skali znan warto[ siBy a-b =20 KN, a nastpnie proste rwnolegBe do znanych kierunkw siB b-e i e-a. Punkt  e powstaBy z przecicia si znanych kierunkw siB b-e i e-a wyznacza warto[ siB w prtach b-e i e-a Zwroty siB wynikaj z wieloboku siB. Nastpnie przechodzimy do wzBa G=2, w ktrym mamy znowu dwie nieznane warto[ci siB b-f i f-e. Przechodzc kolejno do nastpnych wzBw otrzymujemy plan siB zwany planem siB Cremony. Wieloboki siB dla poszczeglnych wzBw kratownicy 20 KN c 24.00 A=5 d a c e e 24 KN 1 H=4 5 f f b 2 G=2 b b F 24.00 b f a d d 6 aef 3 e d a 7 e 4 b 24 KN f E=1 Wielobok siB D=3 C=7 B=6 zewntrznych a Plan CREMONY 20 KN 24.00 c c 2.0 2.0 2.0 e d a a d skala siB skala dBugo[ci f 10 KN 1.0 m b b Rys.16a ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 8/11 20.00 2.0 20.00 3.0 20.00 20.00 4. Metoda przekrojw  Rittera. Istot tej metody jest niezale|ne wyznaczenie siBy w dowolnym prcie kratownicy z rwnania rwnowagi, zawierajcego jedn niewiadom. Przecinamy kratownic przekrojem przechodzcym przez trzy prty, ktrych kierunki nie przecinaj si w jednym punkcie. Z trzech przecitych prtw zawsze dwa prty przecinaj si w jednym punkcie. W ten sposb mo|emy znalez trzy punkty, ktre nazywamy punktami Rittera . Wiemy, |e ukBad siB znajduje si w rwnowadze, je|eli mo|emy ustawi trzy rwnania sumy momentw wszystkich siB ukBadu wzgldem trzech dowolnych punktw (biegunw) nie le|cych na jednej prostej. Aby otrzyma rwnanie, w ktrym wystpiBaby tylko jedna niewiadoma, obliczamy sum momentw wszystkich siB dziaBajcych na jedna cz[ odcitej kratownicy (lew lub praw) wzgldem punktu Rittera. W przypadku, gdy dwa z trzech prtw przecitych s rwnolegBe, to jeden punkt Rittera znajduje si w nieskoDczono[ci. Aby wyznaczy siB w prcie nierwnolegBym do dwch pozostaBych, stosujemy rwnanie rzutw wszystkich siB dziaBajcych na odcit cz[ kratownicy na kierunek prostopadBy do dwch prtw rwnolegBych. 4.1.Przekrj    . Obliczenie warto[ci siB w zaznaczonych prtach kratownicy ED, EG  Rys.17 20 KN Lewa cz[ kratownicy  Rys.18, Rys.19 A 20 KN 24 KN  MG = 0 H A 24 KN NFG  20 " 2  NED " 3 = 0 ! NED =  13.333 NFG NGF G H F F G F G  Z = 0 NEG NEG NGE Punkt Rittera znajduje si w nieskoDczono[ci. NEG " sin   20 =0 ! NEG = 24.037 NDE NED NED E E E D C B 24 KN D D C B 24 KN 20 KN 20 KN 20 KN 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Rys.17 Rys.18 Rys.19 4.2. Przekrj   . Obliczenie warto[ci siB w zaznaczonych prtach kratownicy GH, GC  Rys.20 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 9/11 2.0 3.0 3.0 2.0 20 KN Lewa cz[ kratownicy  Rys.21 A  MC = 0 24 KN H NGH " cos  " 3 + NGH " sin  " 2  20 " 4 = 0 ! NGH = 22.362 F G  MI = 0 NGC " cos  " 3 + NGC " sin  " 6 + 20 " 4 = 0 ! NGC =  12.018 Prawa cz[ kratownicy  Rys.22 E  MI = 0 D C B 24 KN 20 KN  NCG " sin  " 8 + 24 " 5  20 " 10 = 0 ! NCG =  12.018 2.0 2.0 2.0 Rys.20 Prawa cz[ kratownicy Lewa cz[ kratownicy 20 KN 24 KN A H H NGH F G NHG G NGC NCG I E I NDC D C D NCD C B 24 KN 20 KN d = 4.0 2.0 2.0 6.0 2.0 2.0 Rys.21 Rys.22 4.3. Przekrj    . Obliczenie warto[ci siBy w zaznaczonym prcie kratownicy CA  Rys.23 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 10/11 3.0 2.0 1.0 1.0 1.0 3.0 3.0 20 KN A Lewa cz[ kratownicy  Rys.24 24 KN H  MI = 0 F G  NCA " sin  " 8 + 20 " 4 = 0 ! NCA = 10.77 Prawa cz[ kratownicy  Rys.25  MI = 0 NAC " sin  " 10  NAC " cos  " 5 + 24 " 5  20 " 10 = 0 ! NAC = 10.77 E D C B 24 KN 20 KN 2.0 2.0 2.0 Rys.23 Prawa cz[ kratownicy Lewa cz[ kratownicy 20 KN 24 KN A A NHA NAH H H G F NAC NCA I I E B NBC C C B 24 KN NCB D C 20 KN 6.0 2.0 2.0 4.0 2.0 2.0 2.0 Rys.25 Rys.24 ____________________________________________________________________________________________________________________________ http://riad.usk.pk.edu.pl/~iwroblew/dydaktyka 11/11 2.0 3.0 1.0 1.0 1.0 4.0 3.0

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
cw16 krata student
Krata płaska
KRATA
krata
Ława z kratą jako kącik wypoczynkowy
projekt wstępny (2) recover krata
zestawienie stali krata k1 1
Inf krata
krata A1
E book Za Krata Netpress Digital
krata z?lką
krata kod

więcej podobnych podstron