Как указывалось выше, благодаря введению дополнительных связей, основная система метода перемещений представляет собой набор отдельных статически неопределимых балок постоянной жесткости по длине. Их опорные закрепления могут быть двух типов: жесткое защемление или шарнир (см. рис. а и б)
а) б )
Поскольку мы пренебрегаем продольными деформациями элементов, то возможными перемещениями узлов балок а) и б) являются вертикальные линейные перемещения и поворот жестко закрепленного узла.
Коэффициенты, входящие в канонические уравнения, представляют собой реактивные усилия в дополнительных связях от перемещений узлов и действия внешних нагрузок. Поэтому рассмотрим напряженно-деформированное состояние отдельных балок от различных возможных видов воздействий.
Z=1
1) EI
A B
i
X1=1
1
Аналогично решая задачу для других возможных видов воздействий, формируют таблицу напряженно-деформированных состояний отдельных балок.
Эскиз балки | Эпюры и реакции | |||
Z=1 EI i | ||||
EI Z=1 i | ||||
Z=1 EI
i
| ||||
EI Z=1 i | ||||
q i | ||||
P i/2 i/2 | ||||
M i | M | |||
q i | ||||
P i/2 i/2 |
Порядок определения коэффициентов рассмотрим на конкретном примере:
q q
Z1 Z2
1)
EIC EIC
О.С.
. l
h=1+1=2.
1е – уравнение называется моментным;
2е – уравнение - уравнением сдвига.
4) Для определения коэффициентов канонических уравнений необходимо построить единичные и грузовую эпюры. Эпюры строят в основной системе метода перемещений, последовательно задавая единичные смещения всем дополнительным наложенным связям и от действия внешней нагрузки, используя ранее составленную таблицу.
Z1=1 Z2=1
Коэффициенты моментных уравнений, представляющие собой реактивные моменты в дополнительных связях определяют путем вырезания этих дополнительных связей из соответствующих эпюр. К вырезаемой связи прикладывают реактивные моменты, взятые с эпюр и искомую реакцию связи. Искомую реакцию прикладывают так, как задавалось единичное перемещение рассматриваемой связи и затем, записывая равенство моментов в рассматриваемой связи нулю, определяют искомую реакцию.
r11 – реактивный момент в первой связи от ее единичного смещения.
r11 åM1=0;
r12
åM1=0;
R1P
åM1=0;Þ
Коэффициенты уравнений сдвига, представляющие собой реактивные усилия в связях второго рода, определяют, отсекая от рамы элемент, через который передаются реакции на рассматриваемую связь, вдоль которого расположен дополнительный опорный стержень. К отсеченному элементу прикладывают искомую опорную реакцию (по направлению, как задавали единичное перемещение) и реакции стержней, которые проецируются на ось дополнительного стержня.
Из уравнения, в виде суммы проекций всех сил на направление единичного перемещения, определяем величину искомой реакции.
r22 R2P
åX=0;Þ åX=0; Þ
5) Проверки коэффициентов системы канонических уравнений (выполняют довольно редко):
а) универсальная: сумма всех единичных коэффициентов равна результату умножения суммарной единичной эпюры самой на себя:
Суммарную единичную эпюру получают путем сложения всех единичных эпюр:
–
–
–
б) построчная проверка: сумма всех единичные коэффициентов i-го уравнения равна результату умножения суммарной единичной эпюры на .
в) проверка грузовых коэффициентов: сумма всех грузовых коэффициентов равна, взятому с обратным знаком, результату умножения суммарной единичной эпюры на грузовую, построенную для основной системы метода сил:
.
6) Коэффициенты подставляют в систему канонических уравнений и решают ее, определяя неизвестные Z1, Z2, ...... Zn .
7) После того, как найдены действительные перемещения дополнительных связей Zi, строят окончательные эпюры усилий в заданной системе.
Эпюру изгибающих моментов Mрез получают суммированием ординат грузовой эпюры MP с ординатами исправленных эпюр ,то есть:
Правильность построения окончательной эпюры изгибающих моментов проверяют теми же способами, что и в методе сил:
а) проверяется равновесие узлов рамы – в методе перемещений эта проверка является существенной, так как в основной системе равенства моментов в узле нет, а в заданной системе оно должно выполнятся;
б) выполняется деформационная проверка. Для этого выбирается основная система метода сил, строится одна из возможных единичных эпюр и :
По эпюре моментов строят эпюру Q, а по эпюре Q – эпюру продольных сил N.
Дата: 2019-02-19, просмотров: 225.