Степень статической неопределимости систем
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

       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: 205.