WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW sem. IV

Transkrypt

WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW sem. IV
MECHANIKA BUDOWLI I
Prowadzący :
dr inż. Hanna Weber
pok. 225,
email: [email protected]
strona: www.weber.zut.edu.pl
Literatura:
•
Dyląg Z., Mechanika Budowli,
PWN, Warszawa, 1989
•
Paluch M. , Mechanika Budowli: teoria i przykłady,
PWN, Warszawa 2013
•
Olszowski B., Radwańska M., Mechanika Budowli t. I,
wyd. Polit. Krakowskiej, 2003
•
Chudzikiewicz A., Statyka Budowli,
PWN, Warszawa, 1973
•
Cywiński Z., Mechanika Budowli w zadaniach,
PWN, Warszawa-Poznań, 1973
•
Witkowski M., Zbiór zadań z mechaniki budowli,
O.W.P.W., Warszawa, 2002
Materiały dodatkowe:
www.weber.zut.edu.pl
dr inż. Hanna Weber
TEMATYKA ZAJĘĆ
• Zasada Prac Wirtualnych - liczenie przemieszczeń
w układach statycznie wyznaczalnych
• Metoda sił - wyznaczanie wykresów sił wewnętrznych
w ramach, belkach i kratownicach statycznie
niewyznaczalnych pod obciążeniem statycznym
• Twierdzenie redukcyjne – obliczanie przemieszczeń w
układach statycznie niewyznaczalnych
• Metoda przemieszczeń – obliczanie wykresów sił
wewnętrznych w układach nieprzesuwnych
dr inż. Hanna Weber
Zasada Prac Wirtualnych
dr inż. Hanna Weber
Belka wolnopodparta
M
↓
f
T
↓
Φ
N
↓
e
P=1
- Siła wirtualna
dr inż. Hanna Weber
Twierdzenie
Praca wirtualnych sił zewnętrznych
na rzeczywistych przemieszczeniach
jest równa pracy wirtualnych sił przekrojowych
na rzeczywistych odkształceniach
Lz  P  


Lw    M  T
  N  dl
0

l 
dr inż. Hanna Weber
M

EI
N

EA
↓
L z  Lw
↓
Lz  P  
↓
 MM N N 
dl
1     

EI
EA 
l 
dr inż. Hanna Weber
W układach belkowych i ramowych wartość
przemieszczenia w danym punkcie jest
równa całce z iloczynu momentu od
obciążenia zewnętrznego
i momentu od obciążenia jednostkowego
założonego na kierunku przemieszczenia
dr inż. Hanna Weber
W układach kratowych wartość
przemieszczenia w danym punkcie jest
równa całce z iloczynu siły normalnej od
obciążenia zewnętrznego
i siły normalnej od obciążenia
jednostkowego założonego na kierunku
przemieszczenia
dr inż. Hanna Weber
Zadanie: Obliczyć ugięcie końca wspornika
z zasady prac wirtualnych
dr inż. Hanna Weber
dr inż. Hanna Weber
A MA=32kNm
HA=0
P=8kN
B
EJ
VA=8kN
4
32
M  Px  8 x
M0
0 [kNm]
x
1
x
4
M  1x  x
M
0 [m]
4
4
 MM N N 
8x  x
8x 2
8 1 3 
8 3 512
dl  
   

dx  
dx 
x

4 


EI
EA 
EI
EI
EI  3  0 3EI
3EI
l 
0
0
4
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie graficzne
wykresów
Całkując graficznie dwa wykresy
mnożymy pole pierwszego wykresu przez rzędną
z drugiego wykresu, na wysokości środka
ciężkości pierwszego
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie graficzne
wykresów
B
A
s
x
F
C  F 
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie graficzne
wykresów
Warunki:
- stała sztywność,
- wykres prostoliniowy zapisany jednym równaniem,
- całkując parabolę z wykresem prostoliniowym,
zawsze bierzemy pole paraboli,
- jeżeli wykresy są po tej samej stronie to wynik całkowania
jest dodatni, jeżeli po przeciwnych to ujemny
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie dwóch prostokątów:
Pprost.  a  L
Pprost.  a  L
Całkowanie:
C  a  L b
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie prostokąta z trójkątem:
Ptrójk.
Pprost. 
1
 aL
2
1
aL
2
Całkowanie:
1
C  a  L b
2
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie dwóch trójkątów:
Ptrójk.
1
 aL
2
Całkowanie:
1
2
C  aL b
2
3
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie dwóch trójkątów:
Ptrójk.
1
 aL
2
Całkowanie:
1
1
C  aL b
2
3
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie prostokąta z trapezem:
Pprost.  a  L
Całkowanie:
1 
1
C  a  L  b  c
2 
2
dr inż. Hanna Weber
Całkowanie trójkąta z trapezem:
Ptrójk.
1
 aL
2
Całkowanie:
1
1 
2
C   a  L  b  c
2
3 
3
dr inż. Hanna Weber
Pole paraboli:
dr inż. Hanna Weber
Pole paraboli:
dr inż. Hanna Weber
Pole paraboli:
dr inż. Hanna Weber
Przed całkowaniem
graficznym wykresy należy
rozbić na proste formy:
- prostokąty,
- trójkąty ,
- parabole
dr inż. Hanna Weber
Przykłady rozbijania wykresów:
dr inż. Hanna Weber
Przykłady rozbijania wykresów:
dr inż. Hanna Weber
Przykłady rozbijania wykresów:
dr inż. Hanna Weber
Przykłady rozbijania wykresów:
dr inż. Hanna Weber
Zadanie 1. Wyznacz kąt obrotu końca wspornika
dr inż. Hanna Weber
Obciążenie wirtualne
Wartość kąta obrotu na końcu wspornika:
dr inż. Hanna Weber
Zadanie 2. Wyznacz przemieszczenie pionowe końca wspornika
dr inż. Hanna Weber
Obciążenie wirtualne
Wartość przemieszczenia pionowego na końcu wspornika:
dr inż. Hanna Weber
Zadanie 3. Wyznacz przemieszczenie pionowe końca wspornika
dr inż. Hanna Weber
Obciążenie wirtualne
Wartość przemieszczenia pionowego na końcu wspornika:
dr inż. Hanna Weber
Zadanie 4. Wyznacz kąt obrotu na lewej podporze.
dr inż. Hanna Weber
Obciążenie wirtualne
Wartość kąta obrotu na lewej podporze:
dr inż. Hanna Weber
Zadanie 5. Wyznacz kąt obrotu na lewej podporze.
dr inż. Hanna Weber
Obciążenie wirtualne
Wartość kąta obrotu na lewej podporze:
dr inż. Hanna Weber
Wyznaczenie reakcji dla belki Gerbera
dr inż. Hanna Weber
Wyznaczenie reakcji dla belki Gerbera
dr inż. Hanna Weber
Wyznaczenie wykresów od obciążenia zewnętrznego
dr inż. Hanna Weber
dr inż. Hanna Weber
Wyznaczenie wykresów od obciążenia wirtualnego
dr inż. Hanna Weber
Wyznaczenie kąta obrotu:
 BL 
1 1
2

  12  2   0,5  
2 EJ  2
3

1
2 EJ
1
1 
2
 2  12  2   3  0,5  3  1



1 1
2


  12  2   0,5 
EJ  2
3


1 1
2


12

4


0
,
5


EJ  2
3

1 2
1

  16  4   0,5 
EJ  3
2

14

3EJ

dr inż. Hanna Weber
Zadanie 7. Wyznacz przemieszczenie poziome podpory B.
dr inż. Hanna Weber
Wyznaczenie reakcji podporowych
dr inż. Hanna Weber
Wykresy sił wewnętrznych
72
72
24
24
M0
[kNm]
123
dr inż. Hanna Weber
Wykres momentów od obciążenia wirtualnego
3
3
3
3
M
[m]
6
Podział wykresów do całkowania
72
72
24
24
M
[kNm]
123
72
72
=
+
+
2
ql /8
1
123
123
dr inż. Hanna Weber
Podział wykresów do całkowania
72
72
24
24
24
=
M
[kNm]
24
+
123
72
72
=
2
ql /8
+
+
2
ql /8
1
123
123
dr inż. Hanna Weber
Wyznaczenie przemieszczenia
1 1
2
 24  3   3
EJ 2
3
1 1
2
 24  4   3
EJ 2
3
1 2 6  42
1

4 3
EJ 3 8
2
1 1
2
 72  4   3
EJ 2
3
1 1
1 
2
 72  3    3   6 
EJ 2
3 
3
uB 





1 1
1 
2
 123  3    6   3 
EJ 2
3 
3
1 2 6  32
1 
1


 3    3   6
EJ 3 8
2 
2
1797,75

EJ

Podobne dokumenty

WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW sem. IV

WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW sem. IV MECHANIKA BUDOWLI I Prowadzący : dr inż. Hanna Weber pok. 225, email: [email protected] strona: www.weber.zut.edu.pl

Bardziej szczegółowo