Cum să trasezi linii de influență? Mecanica structurală se bazează pe metoda cinematică a lui Lagrange. Esența sa principală constă în faptul că într-un sistem care se află într-o stare de echilibru complet, rezultatul tuturor forțelor asupra deplasărilor nesemnificative este zero.
Specificitatea metodei
Pentru a construi liniile de influență ale reacției, momentului încovoietor, forței transversale pentru o anumită secțiune a fasciculului, se folosește un anumit algoritm de acțiuni. În primul rând, eliminați linkul. În plus, liniile de influență ale forței interne sunt îndepărtate și se introduce forța necesară. Ca urmare a unor astfel de manipulări, sistemul dat va fi un mecanism cu un grad de libertate. În direcția în care se consideră forța internă se introduce o deplasare mică. Direcția sa ar trebui să fie similară cu efortul intern, doar în acest caz se va face o muncă pozitivă.
Exemple de construcții
Pe principiul deplasărilor se scrie ecuația de echilibru, la rezolvarea acesteia se calculează liniile de influență și se determină efortul necesar.
Să luăm în considerare un exemplu de astfel de calcule. Construim linii de influență ale forței transversale în unele secțiuni A. Topentru a face față sarcinii, este necesar să se traseze deplasările acestui fascicul dintr-o singură deplasare în direcția forței îndepărtate.
Formulă pentru determinarea efortului
Construirea liniilor de influență se realizează folosind o formulă specială. Conectează forța dorită, mărimea forței concentrate care acționează asupra fasciculului, cu aria figurii formată din linia de influență și axa diagramei sub sarcină. Și, de asemenea, cu indicatorul momentului încovoietor și tangentei unghiului liniei de influență a forțelor și a axei neutre.
Dacă direcția sarcinii de distribuție și forța concentrată coincid cu direcția forței unității în mișcare, acestea au o valoare pozitivă.
Momentul de încovoiere va fi pozitiv când direcția sa este în sensul acelor de ceasornic. Tangenta va fi pozitivă atunci când unghiul de rotație este mai mic decât un unghi drept. La efectuarea calculelor, valoarea ordonatelor și aria liniei de influență sunt utilizate cu semnele lor. Mecanica structurală se bazează pe metoda statistică de construire a diagramelor.
Definiții
Să oferim definițiile de bază care sunt necesare pentru a efectua desene și calcule de în altă calitate. Linia de influență este linia care leagă forța internă și deplasarea unei unități de forță în mișcare.
Ordontele demonstrează modificarea forței interne analizate care apare într-un anumit punct al fasciculului atunci când se deplasează pe lungimea unei forțe unitare. Ele arată schimbarea în diferite puncte din interiorforta sub conditia folosirii unei sarcini externe fixe. Versiunea statistică a construcției se bazează pe scrierea ecuațiilor de echilibru.
Două opțiuni de construcție
Construirea liniilor de influență în grinzi și a momentului încovoietor este posibilă în două cazuri. Forța poate fi situată în dreapta sau în stânga secțiunii utilizate. Când forțele sunt situate în stânga secțiunii, în timpul calculelor, se selectează forțele care vor acționa spre dreapta. Cu acțiunea ei dreaptă, ei numără în funcție de forțele din stânga.
grinzi cu mai multe trave
În poduri, de exemplu, grinzile auxiliare sunt folosite pentru a transfera sarcina exterioară către partea portantă a întregii structuri a clădirii. Grinda principală se numește cea care este baza de susținere. Grinzile transversale sunt considerate a fi situate în unghi drept față de cea principală.
Sunt apelate grinzi auxiliare (cu o singură travă), cărora li se aplică o sarcină externă. Această opțiune de transferare a sarcinii către fasciculul principal este considerată nodă. Panoul este considerat a fi zona situată între cele mai apropiate două noduri. Și ele sunt reprezentate ca puncte ale axei principale, la care se potrivesc grinzile transversale.
Funcții
Care este linia de influență? Definiția acestui termen într-un fascicul este asociată cu un grafic care arată modificarea factorului analizat atunci când o forță unitară se mișcă de-a lungul fasciculului. Poate fi o forță transversală, un moment încovoietor, o reacție de sprijin. Orice ordonată a liniilor de influență demonstrează dimensiuneafactor analizat în momentul în care forța este situată deasupra acestuia. Cum se desenează linii de influență ale unui fascicul? Metoda statistică se bazează pe compilarea ecuațiilor statistice. De exemplu, pentru o grindă simplă, situată pe două suporturi articulate, este caracteristică o forță care se mișcă de-a lungul grinzii. Dacă alegeți o anumită distanță la care funcționează, puteți construi linii de influență ale reacției, puteți întocmi o ecuație de momente, puteți construi un grafic în două puncte.
În continuare, se construiește o curbă de acțiune a forței tăietoare, pentru aceasta se folosesc ordonatele liniilor de influență din secțiune.
Mod cinematografic
Poate se poate construi o linie de influență pe baza mișcărilor. Exemple de astfel de grafice pot fi găsite în cazurile în care o grindă este afișată fără suport, astfel încât mecanismul să se poată mișca într-o direcție pozitivă.
Pentru a construi o linie de influență a unui anumit moment de încovoiere, este necesar să tăiați o balama în secțiunea existentă. În acest caz, mecanismul rezultat se va roti cu un unghi unitar în direcția pozitivă.
Construirea unei linii de influență cu o forță transversală este posibilă atunci când se introduce în secțiunea glisorului și se extinde fasciculul cu o unitate în direcția pozitivă.
Puteți folosi metoda cinematografică pentru a reprezenta liniile momentului încovoietor și al forței tăietoare într-o grindă în consolă. Luând în considerare imobilitatea părții stângi într-un astfel de fascicul, se ia în considerare doar mișcarea pentru partea dreaptă în direcția pozitivă. Datorită liniilor de influență, formula poate calcula orice efort.
Calculeîn modul cinematografic
La calculul prin metoda cinematică se folosește o formulă care raportează numărul de tije de sprijin, numărul de trave, balamale, grade de libertate ale sarcinii. Dacă, la înlocuirea valorilor date, numărul de grade de libertate este egal cu zero, problema poate fi determinată statistic. Dacă acest indicator are o valoare negativă, sarcina este imposibilă din punct de vedere statistic, cu un grad de libertate pozitiv se realizează o construcție geometrică.
Pentru a facilita efectuarea calculelor, pentru a avea o reprezentare vizuală a caracteristicilor de funcționare a discurilor într-o grindă cu mai multe trave, se construiește o diagramă de etaj.
Pentru a face acest lucru, toate balamalele originale din grinda sunt înlocuite cu suporturi cu balamale.
Soiuri de grinzi
Se presupun mai multe tipuri de grinzi cu mai multe trave. Specificul primului tip este că în toate travele, cu excepția primei, se folosesc suporturi mobile cu balamale. Dacă se folosesc suporturi în loc de balamale, se vor forma grinzi cu o singură travă, în care fiecare se va sprijini pe consola adiacentă.
Al doilea tip se caracterizeaza prin alternarea travelor, care au doua suporturi mobile articulate, cu trave fara suporturi. În acest caz, planul etajului de pe consola grinzilor centrale se bazează pe grinzile introduse.
În plus, există grinzi care combină cele două tipuri anterioare. Pentru a asigura definibilitatea statistică a grinzilor introduse, legătura orizontală dintre suport este transferată către grinda adiacentă din dreapta. Etajul inferior în etaj cu etajschema va fi reprezentată de grinda principală, iar grinzile secundare sunt folosite pentru etajul superior.
Reprezentări ale factorilor de forță interni
Cu ajutorul unei scheme pas-cu-pas, puteți reprezenta o singură grindă începând de la ultimul etaj și terminând cu construcțiile de jos. După finalizarea construcției factorilor de forță interni pentru etajul superior, este necesar să se schimbe toate valorile găsite ale reacției de sprijin cu forțe opuse în direcție, apoi să le aplice în diagrama etajului la etajul inferior. La trasarea diagramelor pe el, este utilizată o anumită sarcină de forțe.
După finalizarea trasării factorilor interni de forță, se efectuează o verificare statistică a grinzii complete cu mai multe trave. La verificare, trebuie îndeplinită condiția conform căreia suma tuturor reacțiilor suporturilor și forțelor date este egală cu zero. De asemenea, este important să se analizeze conformitatea cu dependența diferențială pentru secțiuni individuale ale grinzii utilizate.
Într-un grafic care exprimă legea schimbării în reacția unui suport sau a unui factor intern de forță într-o anumită secțiune (dată) a unei clădiri, funcțiile de amplasare a unei sarcini individuale în mișcare se numesc linie de influență. Pentru a le construi, aplicați ecuația statisticilor.
Construcțiile grafice sunt folosite pentru a determina factorii interni de forță pentru calcularea reacțiilor suporturilor de-a lungul anumitor linii de influență.
Valoare de calcul
În sens larg, mecanica construcțiilor este considerată o știință care dezvoltă metode de calcul și principii de verificarestructuri și structuri pentru stabilitate, rezistență și rigiditate. Datorită calculelor de rezistență de în altă calitate și în timp util, este posibil să se garanteze siguranța structurilor ridicate, rezistența deplină a acestora la forțele interne și externe.
Pentru a obține rezultatul dorit, se folosește o combinație de economie și durabilitate.
Calculele de stabilitate fac posibilă identificarea indicatorilor critici ai influențelor externe care garantează păstrarea unei forme date de echilibru și poziție în stare deformată.
Calculele de rigiditate sunt pentru a identifica o varietate de opțiuni de deformare (tașare, deformare, vibrații), din cauza cărora funcționarea completă a structurilor este exclusă, există o amenințare la adresa rezistenței structurilor.
Pentru a evita situațiile de urgență, este important să se efectueze astfel de calcule, să se analizeze conformitatea indicatorilor obținuți cu valorile maxime admise.
În prezent, mecanica structurală folosește o mare varietate de metode de calcul fiabile care au fost testate în detaliu de practicile de construcții și inginerie.
Având în vedere modernizarea și dezvoltarea constantă a industriei construcțiilor, inclusiv baza sa teoretică, putem vorbi despre utilizarea unor noi metode fiabile și de în altă calitate pentru realizarea desenelor.
În sens restrâns, mecanica construcțiilor este asociată cu calculele teoretice ale tijelor, grinzilor care formează o structură. Fizica fundamentală, matematica și studiile experimentale servesc drept bază pentru mecanica structurală.
Schemele de proiectare care sunt utilizate în mecanica structurală pentru piatră, beton armat, lemn, structuri metalice, vă permit să evitați neînțelegerile în timpul construcției clădirilor și structurilor. Numai cu construcția preliminară corectă a desenelor putem vorbi despre siguranța și fiabilitatea structurilor create. Construirea liniilor de influență în grinzi este o întreprindere destul de serioasă și responsabilă, deoarece viața oamenilor depinde de acuratețea acțiunilor.
