Лініі ўплыву (будаўнічая механіка): значэнне і вызначэнне

Як пабудаваць лініі ўплыву? Будаўнічая механіка грунтуецца на кінематычных спосабе Лагранжа. Яго асноўная сутнасць заключаецца ў тым, што ў сістэме, якая знаходзіцца ў стане поўнага раўнавагі, выніковая ўсіх сіл на нязначных перасоўваннях роўная нулю.

спецыфічнасць метаду

Каб пабудаваць лініі ўплыву рэакцыі, выгінальнага моманту, папярочнай сілы для зададзенага перасеку бэлькі, выкарыстоўваецца пэўны алгарытм дзеянняў. Для пачатку выдаляюць сувязь. Акрамя таго, прыбіраюць лініі ўплыву ўнутранага намаганні, ўводзяць неабходны высілак. У выніку падобных маніпуляцый зададзеная сістэма будзе механізмам, які валодае адной ступенню свабоды. У тым напрамку, дзе разглядаецца ўнутранае высілак, ўводзяць нязначнае перасоўванне. Яго кірунак павінен быць аналагічна ўнутранага высілку, толькі ў такім выпадку будзе здзяйсняцца станоўчая праца.

прыклады пабудоў

На аснове прынцыпу перасоўванняў запісваюць раўнанне раўнавагі, пры яго вырашэнні вылічаюць лініі ўплыву, вызначаюць неабходны высілак.

Разгледзім прыклад такіх разлікаў. Будуем лініі ўплыву папярочнай сілы ў некаторым перасеку А. Каб справіцца з пастаўленай задачай, неабходна пабудаваць эпюр перасоўванняў дадзенай бэлькі ад адзінарнага перамяшчэння ў кірунку прыбранай сілы.

Формула для вызначэння высілкаў

Пабудова ліній ўплыву ажыццяўляецца з ужываннем адмысловай формулы. Яна звязвае шуканае высілак, велічыню засяроджанай сілы, якая дзейнічае на бэльку, з плошчай фігуры, адукаванай лініяй ўплыву і воссю эпюр пад нагрузкай. А таксама з паказчыкам выгінальнага моманту і тангенса кута лініі ўплыву намаганняў і нейтральнай воссю.

Калі кірунак размеркавальнай нагрузкі і засяроджанай сілы супадаюць з кірункам рухомай адзінкавай сілы, яны маюць станоўчае значэнне.

Выгінальны момант будзе станоўчай велічынёй у тым выпадку, калі яго кірунак супадае з рухам гадзінны стрэлкі. Тангенс будзе станоўчым пры значэнні кута павароту менш прамога кута. Пры правядзенні вылічэнняў выкарыстоўваюць са сваімі знакамі велічыню ардынат і плошчы лініі ўплыву. Будаўнічая механіка грунтуецца на статыстычным метадзе пабудовы эпюр.

вызначэння

Прывядзём асноўныя вызначэння, якія неабходныя для выканання якасных чарцяжоў і разлікаў. Лінія ўплыву - гэта лінія, якая звязвае ўнутранае высілак і перасоўванне адзінкавай рухомай сілы.

Ардынаты дэманструюць змена аналізаванай ўнутранага намаганні, які з'яўляецца ў пэўнай кропцы на бэльцы пры перамяшчэнні па даўжыні адзінкавай сілы. Яны паказваюць змяненне ў розных кропках разгляданага ўнутранага намаганні пры ўмове выкарыстання знешняй нерухомай нагрузкі. Статыстычны варыянт пабудова грунтуецца на запісы раўнанняў раўнавагі.

Два варыянты пабудовы

Пабудова ліній ўплыву ў бэльках і выгінальнага моманту магчыма ў двух выпадках. Сіла можа размяшчацца справа ці злева адносна выкарыстоўваемага перасеку. Пры левым размяшчэнні ад перасеку сілы пры правядзенні разлікаў выбіраюць сілы, якія будуць дзейнічаць правей. Пры яе правам дзеянні лічаць па левым сілам.

многопролетные бэлькі

У мастах, да прыкладу, пры перадачы вонкавай нагрузкі на апорную частка ўсёй будаўнічай канструкцыі выкарыстоўваюцца дапаможныя бэлькі. Галоўнай бэлькай завуць тую, што з'яўляецца апорнай асновай. Папярочнымі лічаць бэлькі, якія размяшчаюцца да галоўнай пад прамым вуглом.

Дапаможнымі (однопролетными) называюць бэлькі, да якіх і прыкладаецца знешняя нагрузка. Такі варыянт перадачы на асноўную бэльку нагрузкі лічыцца вузлавых. Панэллю лічаць ўчастак, размешчаны паміж двума бліжэйшымі вузламі. А яны прадстаўлены ў выглядзе кропак галоўнай восі, да якіх падыходзяць папярочныя бэлькі.

асаблівасці

Што сабой уяўляе лінія ўплыву? Вызначэнне дадзенага тэрміна ў бэльцы звязана з графікам, які паказвае змяненне аналізаванай фактару пры перамяшчэнні адзінкавай сілы па бэльцы. У яго якасці можа выступаць папярочная сіла, выгінальны момант, апорная рэакцыя. Любая ардыната ліній ўплыву дэманструе памер аналізаванай фактару ў той момант часу, калі сіла размяшчаецца над ёй. Як пабудаваць лініі ўплыву бэлькі? Грунтуецца статыстычны спосаб на складанні раўнанняў статыстыкі. Напрыклад, для простай бэлькі, якая знаходзіцца на двух шарнірна апорах, характэрная сіла, якая перасоўваецца па бэльцы. Калі абраць пэўную адлегласць, на якім яна функцыянуе, можна пабудаваць лініі ўплыву рэакцыі, скласці раўнанне момантаў, пабудаваць па двух кропка графік.

Далей будуецца крывая ўздзеяння папярочнай сілы, для гэтага выкарыстоўваюць ардынаты ліній ўплыву ў перасеку.

кінематаграфічны спосаб

Можа быць на аснове перасоўванняў пабудавана лінія ўплыву. Прыклады такіх графікаў можна знайсці ў тых выпадках, калі малююць бэльку без апоры, каб механізм мог перамяшчацца ў станоўчым напрамку.

Для пабудовы лініі ўплыву пэўнага выгінальнага моманту неабходна ўрэзаць ў наяўнае перасек шарнір. У такім выпадку атрыманы механізм будзе паварочвацца на адзінкавы кут у станоўчым напрамку.

Пабудова лініі ўплыву пры папярочнай сіле магчыма пры ўрэзцы ў перасек паўзуна і раздвигании бэлькі на адзінку ў станоўчым напрамку.

Можна з дапамогай кінематаграфічнага спосабу пабудаваць лініі выгінальнага моманту і папярочнай сілы ў кансольнай бэлькі. З улікам нерухомасці левай часткі ў падобнай бэльцы разглядаецца рух толькі для правай частцы ў станоўчым напрамку. Дзякуючы лініях ўплыву па формуле можна разлічыць любыя намаганні.

Разлікі пры кінематаграфічным спосабе

Пры разліках па кінематычных спосабу выкарыстоўваюць формулу, якая злучае лік апорных стрыжняў, колькасць пралётаў, шарніраў, ступені свабоды пастаўленай задачы. Калі пры падстаноўцы зададзеных значэнняў лік ступеняў свабоды будзе роўна нулю, статыстычна задачу можна вызначыць. Калі гэты паказчык будзе мець адмоўнае значэнне, задача статыстычна невыканальная, пры станоўчай велічыні ступеняў свабоды выконваецца геаметрычнае пабудову.

Для таго каб было зручней праводзіць разлікі, мець нагляднае ўяўленне пра асаблівасці працы дыскаў у многопролетные бэльцы, будуюць папавярховых схему.

Для гэтага мяняюць на шарнірна-нерухомыя апоры ўсе зыходныя шарніры, якія ёсць у бэльцы.

разнавіднасці бэлек

Мяркуецца некалькі тыпаў многопролетные бэлек. Спецыфічнасць першага тыпу складаецца ў тым, што ва ўсіх пралётах, за выключэннем першага, выкарыстоўваюцца шарнірна-рухомыя апоры. Калі замест шарніраў выкарыстоўваць апоры, будуць утварацца однопролетные бэлькі, у якіх кожная будзе абапірацца на кансоль побач стаіць.

Для другога тыпу характэрна чаргаванне пралётаў, якія валодаюць двума шарнірна-рухомымі апорамі, з пралётамі без апор. У такім выпадку папавярховых схема на кансолі цэнтральных бэлек грунтуецца на бэльках-устаўках.

Акрамя таго, існуюць і такія бэлькі, у якіх сумяшчаюцца два папярэднія тыпу. Каб забяспечыць статыстычную вызначальнай бэлек-уставак, пераносяць гарызантальную сувязь паміж апорай на правую суседнюю бэльку. Ніжні паверх у папавярховай схеме будзе прадстаўлены асноўны бэлькай, а другарадныя бэлькі ўжываюць для верхняга паверху.

Эпюр ўнутраных сілавых фактараў

З дапамогай паэтапнай схемы можна выконваць пабудова эпюр для асобнай бэлькі пачынаючы з верхняга паверху і завяршаючы ніжнімі пабудовамі. Пасля таго як будуць завершаны пабудовы сілавых ўнутраных фактараў для верхняга паверха, трэба памяняць ўсе знойдзеныя значэння рэакцыі апор на супрацьлеглыя па кірунку сілы, затым прыкласці іх у папавярховай схеме да ніжняга паверсе. Пры пабудове на ім эпюр карыстаюцца зададзенай нагрузкай сіл.

Пасля завяршэння пабудовы эпюр сілавых ўнутраных фактараў ажыццяўляецца статыстычная праверка поўнай многопролетные бэлькі. Пры праверцы павінна выконвацца ўмова, згодна з якім сума ўсіх рэакцый апор і зададзеных сіл роўная нулю. Таксама важна правесці аналіз выканання дыферэнцыяльнай залежнасці для асобных участкаў выкарыстоўванай бэлькі.

У графіку, які выказвае закон змены рэакцыі апоры альбо сілавога ўнутранага фактару ў канкрэтным (зададзеным) перасеку будынка, функцыі ад размяшчэння які перасоўваецца асобнага грузу называюць лініяй ўплыву. Каб пабудаваць іх ужываюць раўнанне статыстыкі.

Для вызначэння сілавых ўнутраных фактараў вылічэнні рэакцый апор па пэўных лініях ўплыву выкарыстоўваюцца графічныя пабудовы.

значэнне вылічэнняў

У шырокім значэнні будаўнічая механіка разглядаецца ў якасці навукі, якая займаецца распрацоўкай метадаў разліку і прынцыпаў праверкі канструкцый і збудаванняў на ўстойлівасць, трываласць, а таксама на жорсткасць. Дзякуючы якасным і своечасовым разлікаў на трываласць можна гарантаваць бяспеку працы збудаваных збудаванняў, поўную стойкасць іх да унутраным і знешнім высілкам.

Для дасягнення жаданага выніку прымяняецца спалучэнне эканамічнасці і даўгавечнасці.

Разлікі на ўстойлівасць дазваляюць выяўляць крытычныя паказчыкі знешніх уздзеянняў, якія гарантуюць захаванасць зададзенай формы раўнавагі і становішчы ў дэфармаваным стане.

Разлікі на жорсткасць заключаюцца ў выяўленні разнастайных варыянтаў дэфармацый (асадак, прагібаў, вібрацый), з-за якіх выключаецца паўнавартасная эксплуатацыя збудаванняў, узнікае пагроза трываласці канструкцый.

Для таго каб не ўзнікала аварыйных сітуацый, важна праводзіць падобныя вылічэнні, аналізаваць адпаведнасць атрыманых паказчыкаў гранічна дапушчальных значэнняў.

У цяперашні час будаўнічая механіка прымяняе велізарная колькасць разнастайных надзейных методык разлікаў, якія прайшлі дэталёвыя выпрабаванні будаўнічай і інжынернай практыкай.

Улічваючы пастаянную мадэрнізацыю і развіццё будаўнічай галіны, уключаючы і яе тэарэтычную базу, можна весці гаворку пра ўжыванне новых надзейных і якасных спосабаў пабудовы чарцяжоў.

У вузкім разуменні будаўнічая механіка звязаная з тэарэтычнымі разлікамі стрыжняў, брусаў, якія ўтвараюць збудаванне. У якасці базы для будаўнічай механікі выступаюць фундаментальная фізіка, матэматыка, эксперыментальныя даследаванні.

Разліковыя схемы, якія прымяняюцца ў будаўнічай механіцы для каменных, жалезабетонных, драўляных, металічных канструкцый, дазваляюць пазбягаць непаразуменняў падчас узвядзення будынкаў і збудаванняў. Толькі пры правільным папярэднім пабудове чарцяжоў можна весці размову аб бяспекі і надзейнасці ствараюцца збудаванняў. Пабудова ліній ўплыву ў бэльках з'яўляецца даволі сур'ёзным і адказным мерапрыемствам, бо ад дакладнасці дзеянняў залежыць жыццё людзей.