Лекции по строительной механике стержневых систем. Часть 3: Статически неопределимые системы. Метод сил. Крамаренко А.А - 6 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9 10
(
)
)е(
ik
)в(
ik
)c(
ik
5,0 Φ+Φ=Φ ;
()
.5,0
)е(
Fk
)в(
Fk
)c(
Fk
Φ+Φ=
=Φ
(13.4)
С учётом зависимо-
стей (13.4) матрицы
выражения (13.2)
T
ik
Φ
и Ф
Fk
перепишутся:
[
]
[]
;
15,00
05,01
)e(
ik
)в(
ik
)e(
ik
)c(
ik
)в(
ik
T
ik
ΦΦ=
=ΦΦΦ=Φ
=
Φ
Φ
Φ
=Φ
)e(
Fk
)c(
Fk
)в(
Fk
Fk
Φ
Φ
)e(
Fk
)в(
Fk
10
5,05,0
01
. (13.5)
Принимая во внимание соотношения (13.5), определённый
интеграл выражения (13.2) в матричной форме представим сле-
дующим образом:
[]
.
10
5,05,0
01
T
T
00
0
T
T
40
00
T
T
T6
15,00
05,01
)s(T
ds)s()s(
)e(
)в(
)e(
0
)c(
0
)в(
0
0
k
)e()в(
0
k
Fkik
Fk
Fk
k
k
k
ikik
k
Φ
Φ
ΦΦ=
=
ΦΦ
l
l
Вычислив произведение трёх центральных матриц, получим:
[]
.P
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T6
)s(T
ds)s()s(
Fk
ik
Fk
Fk
kkk
kkk
ikik
k
k
T
)e(
)в(
)e(
0
)c(
0
)c(
0
)c(
0
)c(
0
)в(
0
0
k
)e()в(
0
k
Fkik
ΦΦ=
Φ
Φ
+
+
ΦΦ=
=
ΦΦ
l
l
(13.6)
В формуле (13.6):
[]
.
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T
T6
P
;;
)e(
0
)c(
0
)c(
0
)c(
0
)c(
0
)в(
0
0
k
k
)e(
)в(
)e()в(
T
kkk
kkk
Fk
Fk
Fkikik
ik
+
+
=
Φ
Φ
=ΦΦΦ=Φ
l
В случае, когда T
k
(s) = const = Т
k
, т.е. когда
)в(
k
T=
)с(
k
T=
=
)е(
k
T, при Т
0
= T
k
матрица Р
k
примет вид:
=
21
12
T6
P
k
k
k
l
.
Наконец, при Ф
ik
(s) = const = Ф
ik
, Ф
Fk
(s) = const = Ф
Fk
,
T
k
= const определённый интеграл соотношения (13.3) вычисляет-
ся наиболее просто.
Fkk
T
Fk
k
k
ik
0
k
Fkik
P
T
ds
T
ik
k
ΦΦ=ΦΦ=
ΦΦ
l
l
, (13.7)
где
k
k
k
T
P
l
= .
В этой ситуации для k-го участка все матрицы формулы (13.7)
формируются из одного элемента.
  (c)
Φ ik          (в)
      = 0,5 Φ ik       (
                      (е)
                  + Φ ik  ;                        )                                                           Вычислив произведение трёх центральных матриц, получим:
                                                                                                                                 lk
                                                                                                                                    Φ ik (s)Φ Fk (s)ds
          Φ (Fkc ) =                                                                                                              ∫                    =
                              (13.4)
         (
 = 0,5 Φ (Fkв ) + Φ (Fkе ) .             )                                                                                        0        Tk (s)

С учётом зависимо-                                                                                                              ⎡ T0        T0          T0        ⎤
                                                                                                                                ⎢ (в) + (c)                       ⎥ ⎡ (в ) ⎤              (13.6)
                                                                                                                 [             ]
                                                                                                                                                         (c)
стей (13.4) матрицы                                                                                                (в) (e) l k ⎢ k
                                                                                                                                  T      T             T          ⎥ ⎢Φ Fk ⎥        T
                                                                                                               =Φ Φ                          k           k
                                                                                                                                                                               = Φ Pk Φ .
                                                                                                                       ik 6T ⎢                               T0 ⎥ ⎢Φ (e ) ⎥
                                       T
выражения (13.2) Φ ik                                                                                              ik                 T0          T0                               ik  Fk
                                                                                                                              0 ⎢                       + (e ) ⎥ ⎣ Fk ⎦
и ФFk перепишутся:                                                                                                                     (c)          (c)
                                                                                                                                ⎢ T              T         T ⎥
             [
 Φ ikT = Φ ik( в ) Φ ik( c ) Φ ik( e ) =       ]                                                               В формуле (13.6):
                                                                                                                                ⎣      k            k         k ⎦



  [
= Φ ik( в ) Φ ik( e ) ⎢    ]
                      ⎡1 0,5 0⎤
                               ⎥;
                                                                                                                                         [           ]
                                                                                                                               Φ = Φ Φ ; Φ = ⎢ (Fke) ⎥;
                                                                                                                                  T       (в )   (e)
                                                                                                                                                                    ⎡Φ ( в ) ⎤
                      ⎣0 0,5 1 ⎦                                                                                                  ik       ik    ik          Fk     ⎢Φ ⎥
                                                                                                                                                                    ⎣ Fk ⎦
              ⎡Φ (Fkв ) ⎤                                                                                                                   ⎡ T0        T0           T0         ⎤
              ⎢         ⎥
       Φ Fk = ⎢Φ (Fkc ) ⎥ =                                                                                                                 ⎢ (в ) + (c)                        ⎥
                                                                                                                                     l k ⎢ Tk          T            T (c)       ⎥
              ⎢Φ ( e ) ⎥                                                                                                       Pk =         ⎢
                                                                                                                                                         k            k
                                                                                                                                                                                ⎥.
              ⎣ Fk ⎦                                                                                                                 6T0 ⎢         T 0          T 0       T  0 ⎥
                                                                                                                                                                     +
       ⎡ 1 0 ⎤ (в)                                                                                                                          ⎢ T (c)            T (c) T (e) ⎥
       ⎢0,5 0,5⎥ ⎡Φ Fk ⎤ .                                                                                                                  ⎣       k            k          k ⎦

       ⎢        ⎥ ⎢Φ ( e ) ⎥                                                                          (13.5)
                                                                                                                     В случае, когда Tk(s) = const = Тk, т.е. когда             Tk( в ) = Tk( с ) =
       ⎢⎣ 0 1 ⎥⎦ ⎣ Fk ⎦
                                                                                                               = Tk( е ) , при Т0 = Tk матрица Рk примет вид:
    Принимая во внимание соотношения (13.5), определённый
интеграл выражения (13.2) в матричной форме представим сле-                                                                                         l k ⎡2 1 ⎤
                                                                                                                                             Pk =       ⎢    ⎥.
дующим образом:                                                                                                                                    6Tk ⎣1 2⎦
                                                       lk
                                                            Φ ik (s)Φ Fk (s)ds                                      Наконец, при Фik(s) = const = Фik, ФFk(s) = const = ФFk,
                                                       ∫                       =                               Tk = const определённый интеграл соотношения (13.3) вычисляет-
                                                       0          Tk (s)
                                                                                                               ся наиболее просто.
                                                       ⎡ T                         ⎤
                                                       ⎢ 0       0          0      ⎥                                        Φ ik Φ Fk l k           lk
                                                       ⎢ T (в)                     ⎥                                                   ∫ ds = Φ ik      Φ Fk = Φ T Pk Φ Fk , (13.7)
                                                                                       ⎡ 1 0 ⎤ ⎡ (в) ⎤                         Tk                   Tk           ik
                                         ⎡1 0,5 0⎤ l k ⎢                           ⎥
                                                           k                                                                           0
          [      (в)
       = Φ ik Φ ik             (e)
                                     ]   ⎢0 0,5 1⎥     ⎢  0    4
                                                                  T  0
                                                                            0      ⎥   ⎢0,5 0,5⎥ ⎢Φ Fk ⎥.
                                                                                       ⎢       ⎥ Φ (e)         где Pk =
                                                                                                                          lk
                                         ⎣       ⎦ 6T0 ⎢         T k( c )          ⎥
                                                                                       ⎢⎣ 0 1 ⎥⎦ ⎢⎣ Fk ⎥⎦
                                                                                                                               .
                                                       ⎢                           ⎥                                      Tk
                                                       ⎢ 0                 T0 ⎥
                                                                 0                                             В этой ситуации для k-го участка все матрицы формулы (13.7)
                                                       ⎢                  T k(e ) ⎥⎦
                                                       ⎣                                                       формируются из одного элемента.
                                                                    9                                                                                10