Ako nakresliť čiary vplyvu? Stavebná mechanika je založená na kinematickej metóde Lagrange. Jeho hlavná podstata spočíva v tom, že v systéme, ktorý je v stave úplnej rovnováhy, je výsledok všetkých síl na nepatrné posuny nula.
Špecifickosť metódy
Na vytvorenie línií vplyvu reakcie, ohybového momentu, priečnej sily pre daný úsek nosníka sa používa určitý algoritmus akcií. Najprv odstráňte odkaz. Okrem toho sa odstránia čiary vplyvu vnútornej sily a zavedie sa potrebná sila. V dôsledku takýchto manipulácií bude daný systém mechanizmom s jedným stupňom voľnosti. V smere, kde sa uvažuje s vnútornou silou, sa zavedie malé posunutie. Jeho smerovanie by malo byť podobné vnútornému úsiliu, len v tomto prípade bude vykonaná pozitívna práca.
Príklady konštrukcií
Na princípe posunov sa napíše rovnovážna rovnica, pri jej riešení sa vypočítajú čiary vplyvu a určí sa potrebné úsilie.
Pozrime sa na príklad takýchto výpočtov. Budujeme čiary vplyvu priečnej sily v niektorom úseku A. Tona zvládnutie úlohy je potrebné zakresliť posuny tohto lúča z jedného posunu v smere odstránenej sily.
Vzorec na určenie úsilia
Konštrukcia línií vplyvu sa vykonáva pomocou špeciálneho vzorca. Spája požadovanú silu, veľkosť koncentrovanej sily, ktorá pôsobí na lúč, s oblasťou obrázku tvorenou čiarou vplyvu a osou diagramu pri zaťažení. A tiež s indikátorom ohybového momentu a dotyčnice uhla siločiary a neutrálnej osi.
Ak sa smer rozloženia zaťaženia a sústredená sila zhodujú so smerom sily pohybujúcej sa jednotky, majú kladnú hodnotu.
Ohybový moment bude kladný, ak bude jeho smer v smere hodinových ručičiek. Tangenta bude kladná, keď je uhol rotácie menší ako pravý uhol. Pri výpočtoch sa hodnota súradníc a oblasť čiary vplyvu používajú s ich znakmi. Stavebná mechanika je založená na štatistickej metóde vytvárania diagramov.
Definície
Poďme uviesť základné definície, ktoré sú potrebné na vykonávanie vysokokvalitných výkresov a výpočtov. Čiara vplyvu je čiara, ktorá spája vnútornú silu a posun jednotkovej pohybujúcej sa sily.
Oradnice ukazujú zmenu analyzovanej vnútornej sily, ktorá sa objaví v určitom bode nosníka pri pohybe po dĺžke jednotkovej sily. Ukazujú zmenu na rôznych miestach vo vnútrisila za podmienky použitia externého pevného zaťaženia. Štatistická verzia konštrukcie je založená na písaní rovníc rovnováhy.
Dve možnosti konštrukcie
Konštrukcia vplyvových čiar v nosníkoch a ohybový moment je možná v dvoch prípadoch. Sila môže byť umiestnená vpravo alebo vľavo od použitej sekcie. Keď sú sily umiestnené vľavo od rezu, počas výpočtov sa vyberú sily, ktoré budú pôsobiť vpravo. Pri jej správnom konaní sa počítajú podľa ľavých síl.
Trámy s viacerými poliami
V mostoch sa napríklad pomocné nosníky používajú na prenos vonkajšieho zaťaženia na nosnú časť celej konštrukcie budovy. Hlavný nosník sa nazýva ten, ktorý je nosnou základňou. Priečne nosníky sa považujú za umiestnené v pravom uhle k hlavnému.
Volajú sa pomocné (jednopoľové) nosníky, na ktoré pôsobí vonkajšie zaťaženie. Táto možnosť prenosu zaťaženia na hlavný nosník sa považuje za uzlovú. Za panel sa považuje oblasť nachádzajúca sa medzi dvoma najbližšími uzlami. A sú znázornené ako body hlavnej osi, ku ktorým priliehajú priečne nosníky.
Funkcie
Čo je línia vplyvu? Definícia tohto pojmu v nosníku je spojená s grafom, ktorý ukazuje zmenu analyzovaného faktora, keď sa jednotková sila pohybuje pozdĺž nosníka. Môže to byť priečna sila, ohybový moment, oporná reakcia. Akákoľvek ordináta línií vplyvu ukazuje veľkosťanalyzovaný faktor v čase, keď sa sila nachádza nad ním. Ako nakresliť čiary vplyvu lúča? Štatistická metóda je založená na zostavovaní štatistických rovníc. Napríklad pre jednoduchý nosník, umiestnený na dvoch sklopných podperách, je charakteristická sila pohybujúca sa pozdĺž nosníka. Ak zvolíte určitú vzdialenosť, v ktorej funguje, môžete zostaviť čiary vplyvu reakcie, zostaviť momentovú rovnicu, zostaviť dvojbodový graf.
Ďalej sa zostrojí krivka pôsobenia šmykovej sily, na to sa použijú súradnice vplyvových čiar v reze.
Kinematografický spôsob
Na základe pohybov možno možno vybudovať líniu vplyvu. Príklady takýchto grafov možno nájsť v prípadoch, keď je lúč zobrazený bez podpory, takže mechanizmus sa môže pohybovať v kladnom smere.
Na vytvorenie línie vplyvu určitého ohybového momentu je potrebné vyrezať záves do existujúceho úseku. V tomto prípade sa výsledný mechanizmus otočí o jednotkový uhol v kladnom smere.
Vytvorenie čiary vplyvu pomocou priečnej sily je možné pri vložení do sekcie posúvača a rozšírení lúča o jednu jednotku v kladnom smere.
Filmovú metódu môžete použiť na vykreslenie ohybového momentu a šmykových siločiar v konzolovom nosníku. Ak vezmeme do úvahy nehybnosť ľavej strany v takomto lúči, uvažuje sa iba pohyb pre pravú stranu v pozitívnom smere. Vďaka čiaram vplyvu môže vzorec vypočítať akékoľvek úsilie.
Výpočtyv kinematografickom režime
Pri výpočte kinematickou metódou sa používa vzorec, ktorý dáva do súvislosti počet podperných tyčí, počet rozpätí, závesov, stupne voľnosti úlohy. Ak je pri dosadzovaní daných hodnôt počet stupňov voľnosti rovný nule, problém možno určiť štatisticky. Ak má tento ukazovateľ zápornú hodnotu, úloha je štatisticky nemožná, pri kladnom stupni voľnosti sa vykoná geometrická konštrukcia.
Na uľahčenie vykonávania výpočtov a vizuálnej reprezentácie funkcií diskov vo viacpoľovom nosníku sa vytvorí schéma podlahy.
Za týmto účelom sú všetky pôvodné pánty v nosníku nahradené sklopnými podperami.
Rôzne nosníky
Predpokladá sa niekoľko typov nosníkov s viacerými poľami. Špecifikom prvého typu je, že vo všetkých rozpätiach, s výnimkou prvého, sa používajú sklopné pohyblivé podpery. Ak sa namiesto závesov použijú podpery, vytvoria sa jednopolové nosníky, z ktorých každý bude spočívať na susednej konzole.
Druhý typ sa vyznačuje striedaním polí, ktoré majú dve kĺbové pohyblivé podpery, s poliami bez podpier. V tomto prípade je pôdorys na konzole stredových nosníkov založený na vložených nosníkoch.
Okrem toho existujú nosníky, ktoré kombinujú dva predchádzajúce typy. Pre zabezpečenie štatistickej definovateľnosti vložených nosníkov sa horizontálne spojenie medzi podperou prenáša na pravý susedný nosník. Nižšie poschodie po poschodíschému bude reprezentovať hlavný lúč a sekundárne lúče sa použijú pre horné poschodie.
Zákresy faktorov vnútornej sily
Pomocou schémy krok za krokom môžete vykresliť jeden trám počnúc horným poschodím a končiac spodnými konštrukciami. Po dokončení konštrukcie vnútorných silových faktorov pre horné poschodie je potrebné zmeniť všetky zistené hodnoty reakcie podpery na sily opačného smeru a potom ich aplikovať v pôdoryse na spodné poschodie. Pri vykresľovaní diagramov sa používa dané zaťaženie síl.
Po dokončení vykresľovania vnútorných faktorov sily sa vykoná štatistická kontrola celého nosníka s viacerými poľami. Pri kontrole musí byť splnená podmienka, podľa ktorej je súčet všetkých reakcií podpier a daných síl rovný nule. Dôležité je tiež analyzovať súlad s diferenciálnou závislosťou pre jednotlivé úseky použitého nosníka.
V grafe, ktorý vyjadruje zákon o zmene reakcie podpery alebo vnútorného činiteľa sily v konkrétnom (danom) úseku budovy, sa funkcie umiestnenia pohybujúceho sa jednotlivého zaťaženia nazývajú čiara. vplyvu. Na ich zostavenie použite štatistickú rovnicu.
Grafické konštrukcie sa používajú na určenie vnútorných faktorov sily na výpočet reakcií podpier pozdĺž určitých línií vplyvu.
Hodnota výpočtu
V širšom zmysle sa stavebná mechanika považuje za vedu, ktorá rozvíja metódy výpočtu a princípy overovaniaštruktúry a konštrukcie pre stabilitu, pevnosť a tuhosť. Vďaka kvalitným a včasným pevnostným výpočtom je možné zaručiť bezpečnosť postavených konštrukcií, ich plnú odolnosť voči vnútorným a vonkajším silám.
Na dosiahnutie požadovaného výsledku sa používa kombinácia hospodárnosti a odolnosti.
Výpočty stability umožňujú identifikovať kritické ukazovatele vonkajších vplyvov, ktoré zaručujú zachovanie danej formy rovnováhy a polohy v deformovanom stave.
Výpočty tuhosti majú identifikovať rôzne možnosti deformácií (sadnutie, priehyb, vibrácie), v dôsledku ktorých je vylúčená plná prevádzka konštrukcií, existuje ohrozenie pevnosti konštrukcií.
Aby sa predišlo mimoriadnym udalostiam, je dôležité vykonávať takéto výpočty, analyzovať súlad získaných ukazovateľov s maximálnymi prípustnými hodnotami.
V súčasnosti stavebná mechanika používa obrovské množstvo spoľahlivých výpočtových metód, ktoré boli podrobne testované stavebnými a inžinierskymi postupmi.
Vzhľadom na neustálu modernizáciu a rozvoj stavebníctva, vrátane jeho teoretickej základne, môžeme hovoriť o využívaní nových spoľahlivých a kvalitných metód na zostavovanie výkresov.
V užšom zmysle je stavebná mechanika spojená s teoretickými výpočtami tyčí, trámov, ktoré tvoria štruktúru. Základná fyzika, matematika a experimentálne štúdie slúžia ako základ pre stavebnú mechaniku.
Návrhové schémy, ktoré sa používajú v stavebnej mechanike pre kamenné, železobetónové, drevené, kovové konštrukcie, umožňujú vyhnúť sa nedorozumeniam pri výstavbe budov a stavieb. Iba so správnou predbežnou konštrukciou výkresov môžeme hovoriť o bezpečnosti a spoľahlivosti vytváraných štruktúr. Budovanie línií vplyvu v trámoch je pomerne vážny a zodpovedný podnik, pretože životy ľudí závisia od presnosti konania.
