Лекции по строительной механике стержневых систем. Часть 3: Статически неопределимые системы. Метод сил. Крамаренко А.А - 22 стр.

UptoLike

Рубрика: 

41 42
ЛЕКЦИЯ ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ
СИСТЕМАХ
14.1. Характеристика статически неопределимых сис-
тем и некоторые их свойства
14.2. Степень статической неопределимости
14.3. Методы расчёта статически неопределимых
систем
14.4. Вопросы для самопроверки
14.5. Рекомендуемая литература
14.1. Характеристика статически неопределимых
систем и некоторые их свойства
Расчёт сооружений на прочность, жёсткость и устойчивость
требует определения
реакций опорных связей и внутренних уси-
лий в характерных сечениях их элементов. В статически неопре-
делимых системах эту задачу, привлекая только условия равнове-
сия, решить невозможно. Это было показано в сопротивлении
материалов, где для расчёта отдельных статически неопредели-
мых стержней, работающих на растяжениесжатие, кручение, из-
гиб, использовалась группа соотношений, включающая
в себя
уравнения равновесия, геометрические и физические уравнения.
Главной особенностью статически неопределимых систем
является наличие лишних связей в их структуре. Лишние связи
сооружений можно удалять, не нарушая их геометрической не-
изменяемости. Например, удалением опорных вертикальных свя-
зей В и С неразрезная балка преобразуется в консольный стер-
жень, введением цилиндрических шарниров K
и L – в статически
определимую двухпролётную составную балку (рис. 14.1,а). Уда-
лив из статически неопределимой фермы стержень 14 или 34, по-
лучим два варианта статически определимой шарнирно-
стержневой системы с простой структурой (рис. 14.1,б). Статиче-
ски неопределимая двухшарнирная рама после удаления горизон-
тальной связи опоры В превращается в ломаный стержень, при-
креплённый к диску
"земля" шарниром А и вертикальной связью,
ось которой не проходит через шарнир А. Введением цилиндри-
ческого шарнира С эта же рама преобразуется в статически опре-
делимую трёхшарнирную раму (рис. 14.1,в).
Особенностью всех лишних связей, удалённых из статически
неопределимых систем, показанных слева на рис. 14.1, является
то, что реакции в них от внешних воздействий с помощью урав-
нений статики определить нельзя. Эти связи называются условно
необходимыми. Вместе с тем, в составе рассмотренных сооруже-
ний имеются связи, усилия в которых определяются из условий
равновесия: горизонтальная связь опоры А неразрывной балки
(рис. 14.1,а), стержни А
2,23, А1, А3 фермы (рис. 14.1,б), верти-
кальные связи пятовых шарниров А и В рамы (рис. 14.1,в). Такие
связи называются абсолютно необходимыми. Их удаление пре-
вращает заданное сооружение в геометрически изменяющую или
мгновенно изменяемую систему.
Отметим некоторые свойства статически неопределимых
систем.
1. Статически неопределимые сооружения обладают боль-
шей надёжностью по сравнению со статически определимыми
.
Действительно, выключение из работы статически неопредели-
мых систем одной или всех лишних условно необходимых связей
               ЛЕКЦИЯ ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ                               креплённый к диску "земля" шарниром А и вертикальной связью,
                                                                  ось которой не проходит через шарнир А. Введением цилиндри-
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ
                                                                  ческого шарнира С эта же рама преобразуется в статически опре-
                 СИСТЕМАХ
                                                                  делимую трёхшарнирную раму (рис. 14.1,в).
           14.1. Характеристика статически неопределимых сис-
                 тем и некоторые их свойства
           14.2. Степень статической неопределимости
           14.3. Методы расчёта статически неопределимых
                 систем
           14.4. Вопросы для самопроверки
           14.5. Рекомендуемая литература


    14.1. Характеристика статически неопределимых
         систем и некоторые их свойства
    Расчёт сооружений на прочность, жёсткость и устойчивость
требует определения реакций опорных связей и внутренних уси-
лий в характерных сечениях их элементов. В статически неопре-
делимых системах эту задачу, привлекая только условия равнове-         Особенностью всех лишних связей, удалённых из статически
сия, решить невозможно. Это было показано в сопротивлении         неопределимых систем, показанных слева на рис. 14.1, является
материалов, где для расчёта отдельных статически неопредели-      то, что реакции в них от внешних воздействий с помощью урав-
мых стержней, работающих на растяжение–сжатие, кручение, из-      нений статики определить нельзя. Эти связи называются условно
гиб, использовалась группа соотношений, включающая в себя         необходимыми. Вместе с тем, в составе рассмотренных сооруже-
уравнения равновесия, геометрические и физические уравнения.      ний имеются связи, усилия в которых определяются из условий
    Главной особенностью статически неопределимых систем          равновесия: горизонтальная связь опоры А неразрывной балки
является наличие лишних связей в их структуре. Лишние связи       (рис. 14.1,а), стержни А2,23, А1, А3 фермы (рис. 14.1,б), верти-
сооружений можно удалять, не нарушая их геометрической не-        кальные связи пятовых шарниров А и В рамы (рис. 14.1,в). Такие
изменяемости. Например, удалением опорных вертикальных свя-       связи называются абсолютно необходимыми. Их удаление пре-
зей В и С неразрезная балка преобразуется в консольный стер-      вращает заданное сооружение в геометрически изменяющую или
жень, введением цилиндрических шарниров K и L – в статически      мгновенно изменяемую систему.
определимую двухпролётную составную балку (рис. 14.1,а). Уда-          Отметим некоторые свойства статически неопределимых
лив из статически неопределимой фермы стержень 14 или 34, по-     систем.
лучим два варианта статически определимой шарнирно-                    1. Статически неопределимые сооружения обладают боль-
стержневой системы с простой структурой (рис. 14.1,б). Статиче-   шей надёжностью по сравнению со статически определимыми.
ски неопределимая двухшарнирная рама после удаления горизон-      Действительно, выключение из работы статически неопредели-
тальной связи опоры В превращается в ломаный стержень, при-       мых систем одной или всех лишних условно необходимых связей
                              41                                                                 42