Расчет статически неопределимых систем начинают с анализа расчетной схемы сооружения. Это необходимо для того, чтобы определить степень статической неопределимости системы, которая равна числу лишних связей:
h = - W, где W = 3 D - 2 Шо - Соп
т.е.
h = Соп + 2 Шо - 3 D (1)
здесь: Cjg - число опорных связей;
Шо - число простых шарниров;
D - число жестких дисков.
Например :
h = 5 + 1 - 3·2 =1
Однако, эта формула справедлива лишь в том случае, если отдельные диски не являются замкнутыми контурами, т.е. каждый из них сам по себе статически определим. Если же рама имеет замкнутые контуры, то необходимо учитывать еще и статическую неопределимость каждого такого контура.
P
M M
N N
Q Q
Замкнутый контур трижды
статически неопределим
M = 0; т.е. h = 2,
т.е. простой шарнир уменьшает
степень стат. неопределимости
замкнутого контура на 1 единицу.
Таким образом, для рам, имеющих замкнутые контуры, степень статической неопределимости определяется по формуле:
h = 3 К - Шо (2)
Например:
I II
2 2
III IV
h = 4·3 - 0 = 12 h = 3·4 - 4 = 8.
Основная система метода сил.
Основная система метода сил получается из заданной путем отбрасывания “лишних” связей. Вместо отброшенных связей прикладывают неизвестные обобщенные силы X1 , X2 , ........, Xn.
“Лишние” связи следует удалять таким образом, чтобы полученная основная система во всех своих частях была статически определимой и геометрически неизменяемой.
Способы образования основных систем:
1) можно отбросить “лишние” опорные связи, и по направлению отброшенных связей приложить неизвестные опорные реакции;
h = 2
X2
З.С. О.С.
X1
2) можно разрезать сплошной брус и в сечении приложить парные моменты, поперечные и продольные силы;
X2 X1 X1 X3
X3 X2
h = 3
3) можно удалить одну внутреннюю связь, вводя на ось жесткого элемента шарнир;
Х1
h = 1
4) можно сделать разрез по шарниру, это равносильно удалению двух внутренних связей: поперечной и продольной сил;
X1 X1
X2 X2
h = 2
5) можно разрезать стержень, с двух сторон прикрепленный шарнирно к системе. В таком незагруженном стержне возникает одна продольная сила.
h = 1 X1
Канонические уравнения метода сил
Идея метода сил: в заданной системе перемещения по направлению отброшенных связей равны нулю. В основной системе по направлению отброшенных связей перемещения могут быть как = 0, так и ¹ 0. Чтобы заданная и основная системы были равноценны в смысле усилий и деформаций, необходимо подобрать такие усилия X1, Х2, . . , Хn чтобы перемещения по направлению отброшенных связей, в основной системе, от действия внешней нагрузки и усилий X1, Х2, . . , Хn также равнялись нулю.
P2 P2
P1 P1
З.С. О.С. X1
X2
т.е.
Di = DiP + DiX1 + DiX2 +.......+ DiXn = 0
где:
DiXn = din Xn ,
тогда
Di = dii Xi + di2 X2 + ....... + din Xn + DiP = 0;
di1 - перемещение по направлению i от действия X1 = 1.
DiP - перемещения по направлению i от действия внешней нагрузки.
Если система имеет n неизвестных, то система канонических уравнений метода сил запишется:
1е уравнение: перемещение по направлению Xi от действия неизвестных X1, X2 , ... , Xn и внешней нагрузки, в основной системе, должно равняться нулю.
Коэффициенты с одинаковыми индексами dii - называются главными коэффициентами, dik - побочными, причем dik = dki (на основании теоремы Максвелла), DiP - грузовой коэффициент.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 240.