5845

Распорные системы

Реферат

Архитектура, проектирование и строительство

Распорные системы 1 Основные системы о трехшарнирных системах. Из прошлого к нам в строительство пришли ряд конструкций, целесообразность которых была проверена Веками Нашей Цивилизации. Одна из них Распорная система. С учетом работы распорной систе...

Русский

2012-12-23

127 KB

22 чел.

Распорные системы

1 Основные системы о трехшарнирных системах.

Из прошлого к нам в строительство пришли ряд конструкций, целесообразность которых была проверена Веками Нашей Цивилизации. Одна из них Распорная система. С учетом работы распорной системы строились Замки, Крепости и Храмы. Так строились и простые дома, в которых проемы и окна – тоже были распорными.

Введем некоторые  общие понятия.

Трехшарнирная система – система жестких дисков, образованная из трех дисков (один из которых – основание), связанных между собой шарнирами (рис. 1).

Различают следующие основные типы трехшарнирных (распорных) систем:

1. Если в трехшарнирной системе два диска являются

прямолинейными или ломанными стержнями, то такая конструкция называется трехшарнирной рамой (рис. 2).

2. Если в трехшарнирной системе два диска являются сквозными решетчатыми конструкциями, то такая система называется трехшарнирной арочной фермой (рис. 3).

3. Арки – сооружения, у которых два диска представляют собой криволинейные стержни, оси которых описаны аналитически или заданы таблично (рис. 4).

Расстояние между опорами  называют пролетом арки, а расстояние от шарнира С до прямой, соединяющей опоры – f – стрелой подъема арки. Иногда шарнир С называют ключом (замком) арки, а опорные шарниры – пятовыми или пятами арки.

В общем случае трехшарнирные системы могут быть как симметричные, так и несимметричные.

Разновидностями трехшарнирных систем могут быть системы с затяжками (рис. 5).

Различные типы трехшарнирных систем нашли широкое применение в мостостроении, сельском строительстве, при перекрытии больших пролетов промышленных цехов, зрелищных сооружений, где они являются экономичными и надежными.

2. Определение опорных реакций в трехшарнирной арке

На арку действуют, как правило, вертикальные нагрузки и в большинстве случаев отсутствуют сосредоточенные моменты.

Рассмотрим простейший случай загружения арки, когда действуют только сосредоточенные силы Fi (рис. 6).

При действии на арку нагрузки, в каждой из ее опор возникают по две опорные реакции, т.е. всего требуется найти четыре неизвестных. Для определения вертикальных опорных реакций запишем условия равновесия в виде равенства нулю моментов всех сил относительно опорных шарниров:

,

.

Не представляет сложности установить полную аналогию определения вертикальных опорных реакций в арке с процедурой вычисления опорных реакций в балке того же пролета, на которую спроектированы внешние усилия, действующие на арку (рис. 6).

Для определения горизонтальных реакций HA  и HB запишем следующее уравнение равновесия (замечу, что нагрузка у нас только вертикальная):

Опорную реакцию H принято называть распором арки.

Для определения распора H запишем уравнение равновесия в виде равенства нулю моментов всех сил относительно шарнира С, расположенных слева (справа) от него:

,

Обратим внимание, что

.

– изгибающий момент в середине пролета (под проекцией шарнира С в общем случае) балки на двух опорах, загруженной эквивалентной нагрузкой.

Получили универсальную формулу для определения распора:

Следует только помнить, что все вышеприведенное справедливо для случая действия вертикальной нагрузки и когда опоры арки лежат на одной горизонтальной прямой.

3. Определение внутренних усилий в трехшарнирной арке

Рассмотрим арку загруженную вертикальной нагрузкой (рис. 6). Найдем внутренние усилия в некотором сечении, положение которого определено координатами x и y (рис. 6). Рассмотрим равновесие левой отсеченной части (рис. 7).

Определим внутренние усилия в сечении с известными координатами x и y из следующих условий равновесия рассматриваемой отсеченной левой части арки:

Найдем изгибающий момент Mx:

,

откуда

.

Обратим внимание на то, что выражение

отвечает изгибающему моменту в сечении x в эквивалентной балке (рис. 7).

Окончательно

.

Из полученной формулы следует, что изгибающий момент в арке меньше, чем в эквивалентной балке.

Найдем поперечную силу :

,

откуда, с учетом, что  – поперечная силав сечении x в эквивалентной балке, получим:

.

Отметим, что поперечная сила в арке меньше, чем в аналогичной балке.

Нормальную силу в сечении x определим из условия равновесия в виде равенства нулю проекций всех сил слева от сечения на ось :

.

Как видно из полученного выражения, в арке нормальная сила сжимающая и хотя ее величина возрастает по сравнению с поперечной силой в аналогичной балке, но большинство строительных материалов хорошо работают на сжатие, чего не скажешь о растяжении.

Расчет арки обычно ведется следующим образом:

– арка мысленно разбивается на ряд участков, чтобы в сечения обязательно попали сосредоточенные силы и дополнительные, так как эпюры внутренних сил в при любой нагрузке криволинейны. Следует предусмотреть достаточное количество сечений для достижения точности расчета;

– расчет ведется в табличной форме, форма таблицы будет показана на практических занятиях.

4. Понятие о рациональной оси арки

Рациональной осью арки называется такое ее очертание, когда изгибающий момент во всех сечениях равен нулю.

В силу определения рациональной оси арки положим, что

.

Проведем элементарные преобразования:

.

Полученное выражение утверждает, что для того, чтобы ось арки была рациональной, закон ее изменения должен отвечать закону изменения балочного изгибающего момента.

Примером рациональной оси арки является параболическая кривая, если на арку действует равномерно распределенная нагрузка:

.

По такой формуле следует принять закон изменения оси арки при расчете ее в контрольной работе.

PAGE  3


Основани
е

A

B

C

Рис. 5.1

Рис. 5.2

A

C

f

EMBED Equation.3  

Рис. 5.4

Рис. 5.3

Рис. 5.5

Рис. 5.6

A

B

C

f

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

HA=H

HB=H

VB

VA

Fi

F1

bk

a1

ai

Fk

F1

Fi

Fk

C

VA

VB

x

y

A

H

VA

Fi

F1

a1

ai

F1

Fi

VA

A

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

y

x

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

x

EMBED Equation.3  

EMBED Equation.3  

Рис. 5.7

EMBED Equation.3  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3042. Будівельне матеріалознавство 2.45 MB
  Будівництво є частиною матеріальної культури суспільства, за ним можна судити про прогрес науки і техніки, особливості побуту, національні традиції. Людина почала будувати перші житла ще в епоху неоліту (3 тис. років до н.е.), використовуючи природні матеріали: камені, шматки дерева, глину.
3043. Расчет строительства многоквартирных домов города Новосибирск 144.5 KB
  Задачи, решаемые государством по ускорению социально-экономического развития страны всегда были неразрывно связаны с совершенствованием строительства и строительной техники. Создание первых отечественных государственных строительных организ...
3044. Правовая охрана программ для электронно-вычислительных машин и баз данных 115 KB
  В связи с переходом Российской Федерации к рыночным отношениям система законодательства претерпела кардинальные изменения. Это относится и к правовым нормам, регулирующим отношения, возникающие в связи с созданием и использованием продуктов...
3045. Процесс обучения и использование технических средств при получении знаний учащихся 382.5 KB
  Изменения, происходящие в России, приводят к тому, что у человека появляется больше «степеней свободы», его успешность в жизни менее детерминирована внешними обстоятельствами. В связи с этим все более востребованными становятся умения анали...
3046. Художественная обработка металлов на уроках технологии в 6 классе 588.93 KB
  Глубокие перемены, происходящие в современном образовании, выдвигают в качестве приоритетных проблемы  расширения содержания  и использования новых технологий обучения и воспитания. Совершенствование технологической среды, внедрен...
3047. ФИЗИОЛОГИЯ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ГЕМОДИНАМИКИ 70.05 KB
  Функциональная классификация кровеносных и лимфатических сосудов (структурно-функциональная характеристика сосудистой системы). Основные законы гемодинамики. Кровяное давление, его виды (систолическое, диастолическое, пульсовое, среднее, центральное и периферическое, артериальное и венозное). Факторы, определяющие кровяное давление.
3048. Проект управління земельними ресурсами м. Черкаси за розподілом земель житлової забудови 4.33 MB
  Вступ Розділ 1. Теоретичні засади щодо використання земель житлової та громадської забудови. 1.1. Обґрунтування поділу земель міста за функціональним призначенням. 1.2. Огляд спеціалізованої літератури. 1.3. Аналіз наявності законодавчої бази....
3049. Правове регулювання права власності на землю в Україні 615 KB
  Вступ Існування людини забезпечується головним чином завдяки суспільному виробництву, в процесі якого створюються необхідні для неї матеріальні блага (за винятком благ, безпосередньо створених природою). Звичайно ж функціонування такого виробництва ...
3050. Основы акушерской и гинекологической помощи 1.15 MB
  ЛЕКЦИЯ Организация акушерской и гинекологической помощи в России Материнская смертность (является ведущим показателем)  рассчитывается на 100 000 живорожденных В 1992 г. в России  она составила 56-60, в Ставропольском крае – ...