Лекции по строительной механике стержневых систем. Часть 3: Статически неопределимые системы. Метод сил. Крамаренко А.А - 40 стр.

UptoLike

Рубрика: 

75 76
Читателям рекомендуется тщательно проверить арифметиче-
ские выражения, записанные ниже для численных значений оп-
ределённых интегралов формулы Мора.
;
EJ
4
21
3
2
13
2
1
EJ
1
21
3
2
16
2
1
EJ2
1
ds)s(M
EJ
1
4
1k
0
2
k1
k
11
k
=+=
==δ
=
l
;
EJ
1
1
3
2
16
2
1
EJ2
1
ds)s(M)s(M
EJ2
1
6
0
212112
==
==δ=δ
;
EJ
3
21
3
2
13
2
1
EJ
1
1
3
2
16
2
1
EJ2
1
ds)s(M
EJ
1
3
1k
0
2
k2
k
22
k
=+=
==δ
=
l
;
EJ
90
1
3
1
603
2
1
EJ
1
1
3
2
603
2
1
EJ
1
1
3
2
306
2
1
EJ2
1
5,0904
EJ26
6
ds)s(M)s(M
EJ
1
4
1k
0
Fkk1
k
F1
k
=+
+
=
==Δ
=
l
.
EJ
120
1
3
2
903
2
1
EJ
1
1
3
2
306
2
1
EJ2
1
ds)s(M)s(M
EJ
1
2
1k
0
Fkk2
k
F2
k
==
==Δ
=
l
5. Проверка правильности вычисления коэффициентов при
неизвестных и грузовых коэффициентов системы канонических
уравнений. Суммарная эпюра изгибающих моментов M
s
= M
1
+M
2
от Х
1
= 1 и Х
2
= 1 в основной системе метода сил показана на
рис. 16.10,е.
.
EJ
5
41
3
2
13
2
1
EJ
1
1
3
2
16
2
1
EJ2
1
ds)s(M
EJ
1
5
1k
0
2
sk
k
k
=+=
=
=
l
Результат сопряжения эпюры изгибающих моментов M
s
саму
на себя равен сумме
EJ
5
EJ
3
EJ
1
EJ
1
EJ
4
22211211
=+=δ+δ+δ+δ ,
что подтверждает достоверность вычисления коэффициентов при
неизвестных.
.
EJ
30
1
3
2
903
2
1
EJ
1
1
3
1
603
2
1
EJ
1
1
3
2
603
2
1
EJ
1
5,0904
EJ26
6
ds)s(M)s(M
EJ
1
4
1k
0
Fksk
k
k
=+
+
=
=
=
l
Сумма ранее вычисленных грузовых коэффициентов систе-
мы канонических уравнений
EJ
30
EJ
120
EJ
90
F2F1
==Δ+Δ
совпадает с результатами сопряжения эпюр изгибающих момен-
тов M
s
и M
F
, что свидетельствует о правильности их вычисления.
6. Решение системы канонических уравнений:
=+
=+
.0
EJ
120
X
EJ
3
X
EJ
1
,0
EJ
90
X
EJ
1
X
EJ
4
21
21
В заданной системе уравнений абсолютное значение жёстко-
сти поперечного сечения стоек рамы EJ
c
= EJ сокращается, т.е.
величины усилий в лишних связях Х
1
и Х
2
и, следовательно, зна-
чения внутренних усилий от заданной нагрузки во всех сечениях
рамы зависят от относительного значения изгибных жесткостей
поперечных сечений элементов рамы. Этот вывод распространя-
ется на любые статически неопределимые стержневые системы
при их расчёте на силовое воздействие.
    Читателям рекомендуется тщательно проверить арифметиче-                                     5    1 lk 2
ские выражения, записанные ниже для численных значений оп-                                      ∑        ∫ M sk (s)ds =
                                                                                               k =1 EJ k 0
ределённых интегралов формулы Мора.
                                                                                     1 1           2       1 1          2        5
                                1 lk 2
                                  4                                               =     ⋅ ⋅ 6 ⋅1⋅ ⋅1 +        ⋅ ⋅ 3 ⋅1 ⋅ ⋅1 ⋅ 4 = .
                          δ11 = ∑   ∫ M1k (s)ds =                                   2EJ 2          3       EJ 2         3        EJ
                          k =1 EJ k 0                                       Результат сопряжения эпюры изгибающих моментов Ms саму
             1 1        2           1 1          2        4            на себя равен сумме
          =    ⋅ ⋅ 6 ⋅1⋅ ⋅1⋅ 2 +       ⋅ ⋅ 3 ⋅1⋅ ⋅1⋅ 2 = ⋅ ;                                                4   1   1   3   5
            2EJ 2       3           EJ 2         3        EJ                      δ11 + δ12 + δ 21 + δ 22 =   −   −   +   =   ,
                                                                                                            EJ EJ EJ EJ EJ
                                1 6                                    что подтверждает достоверность вычисления коэффициентов при
                      δ12 = δ 21 = ∫ M1 (s)M 2 (s)ds =
                               2EJ 0                                   неизвестных.
                            1 1        2         1                                          4       l
                                                                                                 1 k
                        =−    ⋅ ⋅ 6 ⋅1⋅ ⋅1 = − ;                                            ∑        ∫ M sk (s)M Fk (s)ds =
                           2EJ 2       3         EJ                                        k =1 EJ k 0
                                  3        l
                                       1 k 2                                              6                     1 1           2
                         δ 22 = ∑                                                    =        ⋅ 4 ⋅ 90 ⋅ 0,5 −    ⋅ ⋅ 3 ⋅ 60 ⋅ ⋅ 1 +
                                           ∫ M 2k (s)ds =                             6 ⋅ 2EJ                  EJ 2           3
                                 k =1 EJ k 0
                                                                                    1 1             1       1 1            2        30
                   1 1        2     1 1         2         3                       +   ⋅ ⋅ 3 ⋅ 60 ⋅ ⋅ 1 −       ⋅ ⋅ 3 ⋅ 90 ⋅ ⋅ 1 = − .
              =      ⋅ ⋅ 6 ⋅1⋅ ⋅1 +   ⋅ ⋅ 3 ⋅1 ⋅ ⋅1 ⋅ 2 =    ;                      EJ 2            3       EJ 2           3        EJ
                  2EJ 2       3     EJ 2        3         EJ               Сумма ранее вычисленных грузовых коэффициентов систе-
                             4        lk                               мы канонических уравнений
                                  1
                      Δ1F = ∑         ∫ M1k (s)M Fk (s)ds =                                               90 120    30
                            k =1 EJ                                                        Δ1F + Δ 2F =     −    =−
                                    k 0                                                                   EJ EJ     EJ
                     6                     1 1            2            совпадает с результатами сопряжения эпюр изгибающих момен-
                  =      ⋅ 4 ⋅ 90 ⋅ 0,5 +    ⋅ ⋅ 6 ⋅ 30 ⋅ ⋅ 1 −
                 6 ⋅ 2EJ                  2EJ 2           3            тов Ms и MF, что свидетельствует о правильности их вычисления.
                1 1             2        1 1           1      90           6. Решение системы канонических уравнений:
              −    ⋅ ⋅ 3 ⋅ 60 ⋅ ⋅ 1 +      ⋅ ⋅ 3 ⋅ 60 ⋅ ⋅ 1 =    ;
                EJ 2            3       EJ 2           3      EJ                             4           1          90     ⎫
                                                                                                 ⋅ X1 −      ⋅ X2 +    = 0,⎪
                                      l                                                      EJ         EJ          EJ
                             2    1 k                                                       1           3          120     ⎬
                      Δ 2F = ∑        ∫ M 2k (s)M Fk (s)ds =                              −    ⋅ X1 +      ⋅ X2 −      = 0.⎪
                            k =1 EJ k 0                                                     EJ         EJ           EJ     ⎭
                   1 1           2      1 1           2        120         В заданной системе уравнений абсолютное значение жёстко-
            =−       ⋅ ⋅ 6 ⋅ 30 ⋅ ⋅ 1 −   ⋅ ⋅ 3 ⋅ 90 ⋅ ⋅ 1 = −     .   сти поперечного сечения стоек рамы EJc = EJ сокращается, т.е.
                  2EJ 2          3      EJ 2          3         EJ
     5. Проверка правильности вычисления коэффициентов при             величины усилий в лишних связях Х1 и Х2 и, следовательно, зна-
неизвестных и грузовых коэффициентов системы канонических              чения внутренних усилий от заданной нагрузки во всех сечениях
уравнений. Суммарная эпюра изгибающих моментов Ms = M1+M2              рамы зависят от относительного значения изгибных жесткостей
от Х1 = 1 и Х2 = 1 в основной системе метода сил показана на           поперечных сечений элементов рамы. Этот вывод распространя-
рис. 16.10,е.                                                          ется на любые статически неопределимые стержневые системы
                                                                       при их расчёте на силовое воздействие.

                                      75                                                                  76