Hvordan tegne innflytelseslinjer? Strukturell mekanikk er basert på den kinematiske metoden til Lagrange. Hovedessensen ligger i det faktum at i et system som er i en tilstand av fullstendig likevekt, er resultatet av alle krefter på ubetydelige forskyvninger null.
Metodespesifisitet
For å bygge påvirkningslinjene for reaksjonen, bøyemomentet, tverrkraften for en gitt bjelkeseksjon, brukes en viss handlingsalgoritme. Fjern først lenken. I tillegg fjernes innflytelseslinjene til den indre kraften, og den nødvendige kraften innføres. Som et resultat av slike manipulasjoner vil det gitte systemet være en mekanisme med én grad av frihet. I retningen der den indre kraften vurderes, innføres en liten forskyvning. Dens retning bør være lik den interne innsatsen, bare i dette tilfellet vil det bli gjort positivt arbeid.
Eksempler på konstruksjoner
Basert på prinsippet om forskyvninger skrives likevektsligningen, når den løses, beregnes påvirkningslinjene, og nødvendig innsats bestemmes.
La oss se på et eksempel på slike beregninger. Vi bygger innflytelseslinjer for tverrkraften i noen seksjon A. Tilfor å takle oppgaven, er det nødvendig å plotte forskyvningene til denne strålen fra en enkelt forskyvning i retning av den fjernede kraften.
Formel for å bestemme innsats
Konstruksjon av påvirkningslinjer utføres ved hjelp av en spesiell formel. Den forbinder den ønskede kraften, størrelsen på den konsentrerte kraften som virker på strålen, med området til figuren dannet av påvirkningslinjen og aksen til diagrammet under belastning. Og også med indikatoren for bøyemomentet og tangenten til vinkelen til kreftenes påvirkningslinje og den nøytrale aksen.
Hvis retningen til fordelingslasten og den konsentrerte kraften faller sammen med retningen til den bevegelige enhetskraften, har de en positiv verdi.
Bøyemomentet vil være positivt når retningen er med klokken. Tangenten vil være positiv når rotasjonsvinkelen er mindre enn en rett vinkel. Når du utfører beregninger, brukes verdien av ordinatene og området til påvirkningslinjen med deres tegn. Strukturell mekanikk er basert på den statistiske metoden for å konstruere diagrammer.
Definitions
La oss gi de grunnleggende definisjonene som er nødvendige for å utføre tegninger og beregninger av høy kvalitet. Påvirkningslinjen er linjen som forbinder den indre kraften og forskyvningen av en enhets bevegelig kraft.
Ordinatene viser endringen i den analyserte indre kraften som vises på et bestemt punkt på strålen når den beveger seg langs lengden av en enhetskraft. De viser endringen på forskjellige punkter i det indrekraft under forutsetning av å bruke en ekstern fast last. Den statistiske versjonen av konstruksjonen er basert på å skrive likevektsligningene.
To konstruksjons alternativer
Konstruksjon av influenslinjer i bjelker og bøyemoment er mulig i to tilfeller. Kraften kan plasseres til høyre eller venstre for seksjonen som brukes. Når kreftene er plassert til venstre for snittet, under beregningene, velges kreftene som vil virke mot høyre. Med hennes høyre handling teller de i henhold til venstrestyrkene.
Flerspennsbjelker
I bruer brukes for eksempel hjelpebjelker for å overføre den ytre lasten til den bærende delen av hele bygningskonstruksjonen. Hovedbjelken kalles den som er bærebunnen. Tverrbjelker anses å være plassert i rett vinkel på hovedbjelken
Det kalles hjelpebjelker (enkeltspenn), som påføres en ekstern belastning. Dette alternativet for å overføre lasten til hovedbjelken regnes som nodal. Panelet anses å være området som ligger mellom de to nærmeste nodene. Og de er representert som punkter på hovedaksen, som tverrbjelkene passer til.
Funksjoner
Hva er innflytelseslinjen? Definisjonen av dette begrepet i en bjelke er assosiert med en graf som viser endringen i den analyserte faktoren når en enhetskraft beveger seg langs bjelken. Det kan være en tverrkraft, et bøyemoment, en støttereaksjon. Enhver ordinat av påvirkningslinjene viser størrelsenanalysert faktor på tidspunktet da kraften er plassert over den. Hvordan tegne linjer for påvirkning av en bjelke? Den statistiske metoden er basert på sammenstilling av statistiske ligninger. For eksempel, for en enkel bjelke, plassert på to hengslede støtter, er en kraft som beveger seg langs bjelken karakteristisk. Hvis du velger en viss avstand den fungerer på, kan du bygge innvirkningslinjer for reaksjonen, tegne en momentlikning, bygge en topunktsgraf.
Deretter konstrueres en skjærkraft-aksjonskurve, for dette brukes ordinatene til påvirkningslinjene i snittet.
Cinematic way
Kanskje det kan bygges en påvirkningslinje basert på bevegelsene. Eksempler på slike grafer finnes i tilfeller der en bjelke vises uten støtte slik at mekanismen kan bevege seg i positiv retning.
For å bygge en påvirkningslinje av et bestemt bøyemoment, er det nødvendig å kutte et hengsel i den eksisterende seksjonen. I dette tilfellet vil den resulterende mekanismen rotere med en enhetsvinkel i positiv retning.
Å bygge en påvirkningslinje med en tverrkraft er mulig når du setter inn i seksjonen av glideren og utvider bjelken med en enhet i positiv retning.
Du kan bruke den filmatiske metoden til å plotte bøyemoment- og skjærkraftlinjer i en utkragende bjelke. Tatt i betraktning immobiliteten til venstre side i en slik bjelke, vurderes bare bevegelsen for høyre side i positiv retning. Takket være innflytelseslinjene kan formelen beregne enhver innsats.
Beregningeri kinomodus
Ved beregning med kinematisk metode brukes en formel som relaterer antall støttestenger, antall spenn, hengsler, frihetsgrader for oppgaven. Hvis antallet frihetsgrader er lik null når du erstatter de gitte verdiene, kan problemet bestemmes statistisk. Hvis denne indikatoren har negativ verdi, er oppgaven statistisk umulig, med positiv frihetsgrad utføres en geometrisk konstruksjon.
For å gjøre det mer praktisk å utføre beregninger, for å ha en visuell representasjon av funksjonene ved driften av disker i en flerspennsbjelke, bygges et etasjediagram.
For å gjøre dette, erstattes alle de originale hengslene i bjelken med hengslede støtter.
varianter av bjelker
Det er antatt flere typer flerspennsbjelker. Spesifisiteten til den første typen er at i alle spenn, med unntak av den første, brukes hengslede bevegelige støtter. Hvis støtter brukes i stedet for hengsler, vil det dannes enkeltspennsbjelker, der hver vil hvile på den tilstøtende konsollen.
Den andre typen kjennetegnes ved veksling av spenn, som har to leddede bevegelige støtter, med spenn uten støtter. I dette tilfellet er plantegningen på konsollen til midtbjelkene basert på innsatsbjelkene.
Dessuten er det bjelker som kombinerer de to tidligere typene. For å sikre den statistiske definerbarheten til innsatsbjelkene, overføres den horisontale forbindelsen mellom støtten til høyre tilstøtende bjelke. Underetasje i etasje-for-etasjeskjemaet vil bli representert av hovedbjelken, og sekundærbjelkene brukes til overetasjen.
Plott med interne kraftfaktorer
Ved hjelp av et trinn-for-trinn-skjema kan du plotte for en enkelt bjelke som starter fra øverste etasje og slutter med bunnkonstruksjonene. Etter at konstruksjonen av indre kraftfaktorer for øvre etasje er fullført, er det nødvendig å endre alle de funnet verdiene for støttereaksjonen til krefter i motsatt retning, og deretter bruke dem i etasjediagrammet til underetasjen. Når du plotter diagrammer på den, brukes en gitt kraftbelastning.
Etter ferdigstillelse av plotting av interne kraftfaktorer, utføres en statistisk kontroll av hele flerspennsbjelken. Ved kontroll må betingelsen oppfylles, ifølge hvilken summen av alle reaksjoner av støtter og gitte krefter er lik null. Det er også viktig å analysere samsvar med differensialavhengigheten for individuelle seksjoner av den brukte bjelken.
I en graf som uttrykker loven om endring i reaksjonen til en støtte eller en indre kraftfaktor i en spesifikk (gitt) del av en bygning, kalles funksjonene til plasseringen av en bevegelig individuell last linjen av innflytelse. Bruk ligningen for statistikk for å bygge dem.
Grafiske konstruksjoner brukes til å bestemme kraftens indre faktorer for å beregne reaksjonene til støtter langs visse påvirkningslinjer.
Beregningsverdi
I vid forstand betraktes bygningsmekanikk som en vitenskap som utvikler beregningsmetoder og prinsipper for verifiseringstrukturer og strukturer for stabilitet, styrke og stivhet. Takket være høykvalitets og tidsriktige styrkeberegninger er det mulig å garantere sikkerheten til de oppførte strukturene, deres fulle motstand mot indre og ytre krefter.
For å oppnå ønsket resultat brukes en kombinasjon av økonomi og holdbarhet.
Stabilitetsberegninger gjør det mulig å identifisere kritiske indikatorer på ytre påvirkninger som garanterer bevaring av en gitt form for balanse og posisjon i deformert tilstand.
Stivhetsberegninger skal identifisere en rekke deformasjons alternativer (setning, nedbøyning, vibrasjon), på grunn av at full drift av strukturer er utelukket, det er en trussel mot styrken til strukturer.
For å unngå nødsituasjoner er det viktig å utføre slike beregninger, analysere samsvar med de oppnådde indikatorene med maksim alt tillatte verdier.
For tiden bruker konstruksjonsmekanikk et stort utvalg pålitelige beregningsmetoder som har blitt testet i detalj av bygnings- og ingeniørpraksis.
Gitt den konstante moderniseringen og utviklingen av byggebransjen, inkludert dens teoretiske grunnlag, kan vi snakke om bruk av nye pålitelige og høykvalitetsmetoder for å konstruere tegninger.
I snever forstand forbindes bygningsmekanikk med teoretiske beregninger av stenger, bjelker som danner en struktur. Grunnleggende fysikk, matematikk og eksperimentelle studier tjener som grunnlag for strukturell mekanikk.
Designskjemaer som brukes i konstruksjonsmekanikk for stein, armert betong, tre, metallkonstruksjoner, lar deg unngå misforståelser under bygging av bygninger og konstruksjoner. Bare med riktig foreløpig konstruksjon av tegninger kan vi snakke om sikkerheten og påliteligheten til strukturene som lages. Å bygge påvirkningslinjer i bjelker er en ganske seriøs og ansvarlig foretak, fordi folks liv avhenger av nøyaktigheten av handlinger.
