Определение перемещений узла рамы

Для определения перемещения какого-либо сечения или узла заданной рамы необходимо:

-выбрать любую основную систему, приложить к сечению или узлу соответствующее единичное воздействие (F=1 или М=1) и построить эпюру моментов от этого воздействия;

-сделать сопряжение этой эпюры с ранее построенной окончательной эпюрой моментов.

Найдем вертикальное перемещение Определение перемещений узла рамы - student2.ru и угол поворота Определение перемещений узла рамы - student2.ru узла «2» рамы. Эпюры моментов, построенные в основной системе от указанных единичных воздействий, приведены на рис.9. Сопрягая эпюру Определение перемещений узла рамы - student2.ru с окончательной эпюрой моментов (рис.5,г), получим

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

Результат соответствует симметричному загружению рамы заданной нагрузкой, то есть поворота узла, находящегося на оси симметрии, не происходит. Определим вертикальное перемещение того же узла

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

Рис. 9

ПОСТРОЕНИЕ ЛИНИЙ ВЛИЯНИЯ ВНУТРЕННИХ СИЛ

Вычисление элементов матриц грузовых перемещений

Каждый элемент Определение перемещений узла рамы - student2.ru матриц Определение перемещений узла рамы - student2.ru и Определение перемещений узла рамы - student2.ru канонических уравнений (1.5) и (1.6) физически представляют собой перемещение по направлению i-го неизвестного от воздействия силы Определение перемещений узла рамы - student2.ru при ее расположении в любом из заданных сечений «к» верхнего ригеля рамы. Эпюра моментов Определение перемещений узла рамы - student2.ru , построенная в основной системе для случая произвольного положения силы Определение перемещений узла рамы - student2.ru в пролете, показана на рис.10,а.

Используя группировки силы Определение перемещений узла рамы - student2.ru на симметричное и кососимметричное парные воздействия (рис.10,б,в) построим две грузовые эпюры моментов Определение перемещений узла рамы - student2.ru и Определение перемещений узла рамы - student2.ru , сумма ординат которых соответствует исходному воздействию. Вычислять перемещения с помощью этих эпюр значительно проще, так как первая дает отличный от нуля результат только при сопряжении с соответствующими эпюрами от симметричных неизвестных, а вторая – с эпюрами от кососимметричных неизвестных.

Сопрягая эпюру Определение перемещений узла рамы - student2.ru с эпюрой Определение перемещений узла рамы - student2.ru (симметричные относительно вертикальной оси участки этих эпюр показаны на рис.11,а), получим аналитическое выражение для элементов вектора Определение перемещений узла рамы - student2.ru

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

После соответствующих преобразований получим

Определение перемещений узла рамы - student2.ru (3.1)

Аналогично, сопрягая эпюры Определение перемещений узла рамы - student2.ru и Определение перемещений узла рамы - student2.ru , запишем

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

или Определение перемещений узла рамы - student2.ru (3.2)

Для сопряжения грузовой эпюры Определение перемещений узла рамы - student2.ru по правилу Верещагина с единичными эпюрами Определение перемещений узла рамы - student2.ru и Определение перемещений узла рамы - student2.ru , предварительно найдем положение центра тяжести треугольника (рис.11,б), который соответствует левой (относительно оси симметрии) части грузовой эпюры моментов.

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

Тогда ординаты на эпюрах Определение перемещений узла рамы - student2.ru и Определение перемещений узла рамы - student2.ru под центром тяжести грузовой эпюры моментов:

Определение перемещений узла рамы - student2.ru , Определение перемещений узла рамы - student2.ru .

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

Рис. 11

Перемножение, указанных выше эпюр приводит к следующим результатам:

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

или

Определение перемещений узла рамы - student2.ru ; (3.3)

Определение перемещений узла рамы - student2.ru

или

Определение перемещений узла рамы - student2.ru . (3.4)

Полученные аналитические выражения (3.1) и (3.4) позволяют вычислять элементы матриц Определение перемещений узла рамы - student2.ru и Определение перемещений узла рамы - student2.ru при изменении положения силы F=1 в следующих пределах: Определение перемещений узла рамы - student2.ru , т.е. до оси симметрии рамы.

Наши рекомендации