5858

Рациональные основные системы метода сил для рам

Реферат

Архитектура, проектирование и строительство

Рациональные основные системы метода сил для рам. Решение статически неопределимых рам методом сил вручную оказывается довольно громоздким, с обилием вычислений и проверок. При этом выбор основной системы предопределяет объем вычислений и характер р...

Русский

2012-12-23

103.5 KB

26 чел.

Рациональные основные системы метода сил для рам.

Решение статически неопределимых рам методом сил вручную оказывается довольно громоздким, с обилием вычислений и проверок. При этом выбор основной системы предопределяет объем вычислений и характер решения. Сформулируем основные требования к выбору основной системы метода сил для рам, выполнение которых упростит решение.

Основная система должна быть такой, чтобы:

  1.  Обеспечивалась простота построения эпюр Mi и MP.
  2.  Объем вычислений был минимален при определении коэффициентов ij и  iP.
  3.  Часть или все побочные коэффициенты канонических уравнений равнялись нулю: ij = 0 (ij), что существенно упростит решение системы канонических уравнений.

Основная система метода сил, удовлетворяющая всем или части перечисленных требований (при невозможности другого), называется рациональной основной системой.

Рассмотрим некоторые приемы, позволяющие упростить выбор рациональной основной системе метода сил.

2.1. Способ замкнутых сечений

Рассмотри случай, когда рама является многопролетной с опорами в виде защемления (рис. 2.1).

Степень статической неопределимости будет:

W = 3K – Ш = 3∙3 – 0 = 9, или

W = 2∙Ш + Со – 3Д = 12 – 3 = 9

Если принять за основную систему статически определимую раму, полученную путем замены «лишних» связей в виде опорных реакций (рис. 2.2 а), то все коэффициенты ij ≠ 0 и придется решать полную систему алгебраических уравнений.

Иная картина будет, если применить способ замкнутых сечений, в основе которого лежит рассечение системы на отдельные самостоятельные части (рис. 2.2 б). В этом случае «лишними» усилиями являются внутренние усилия и часть коэффициентов dij = 0, а именно:

17 = 71 = 0; 18 = 81 = 0; 19 = 91 = 0;

27 = 72 =0; 28 = 82 = 0; 29 = 92 = 0;

37 = 73 = 0; 38 = 83 = 0; 39 = 93 = 0.

Естественно, при выборе такой основной системы упроститься построение эпюр,  уменьшится объем вычислений и  легче будет решить систему канонических уравнений.

Этот же прием, примененный к симметричным статически неопределимым рамам, жестко связанным с основанием (рис. 2.3 а), еще более упрощает решение. Воспользуемся имеющейся симметрией и основную систему примем тоже симметричной, проведя замкнутое сечение по оси симметрии (рис. 2.3 б).

Обратим внимание на то, что часть внутренних усилий, являющиеся «лишними» неизвестными, в сечении будут симметричны – усилия х1 и  х3 , а х2 – кососимметрично. Понятно, что от симметричного загружения эпюры изгибающих моментов симметричны, а от кососимметричного , соответственно, кососимметричны.

Итак,  и  будут симметричны, а  – кососимметрична. Коэффициенты канонических уравнений, получаемые путем перемножения симметричной эпюры на кососимметричную равны нулю. В нашем случае d12 = d21 =0, d23 = d32 = 0. Тогда система канонических уравнений распадется на две независимые – в одну будут входить только симметричные неизвестные, а в другую – только кососимметричные:

Можно сделать следующее обобщение: для симметричных статически неопределимых рам следует принять симметричную основную систему.

2. Способ группировки неизвестных

Если статически неопределимая рама симметрична, но не все опоры являются жесткими (рис. 2.4 а), то применить для выбора основной системы способ замкнутых сечений невозможно. В любом случае в качестве неизвестных усилий войдут опорные реакции (рис. 2.4.б). Основную систему можно выбрать симметричной, но только в отношении геометрии. Неизвестные усилия не будут симметричны и, конечно, все коэффициенты канонических уравнений dij будут отличны от нуля. Проблема: а нельзя ли представить неизвестные усилия каким-то образом симметричными и кососимметричными в нашем конкретном случае? Оказывается можно однозначно решить данную задачу. Действительно, перейдем к другим неизвестным усилиям путем разложения неизвестных хi на симметричные и кососимметричные (рис. 2.5). Правомочность разложения следует из однозначности определения новых неизвестных zi из решения следующих систем алгебраических уравнений:

,

.

Из новых неизвестных zi осесимметричны z1 и z3, а кососимметричны z2 и z4. Так как

, то

.

Система канонических уравнений распадется на две – с симметричными и кососимметричными неизвестными:

,

.

Таким образом, группировка неизвестных не только сокращает объем вычислений, но и упрощает систему канонических уравнений – она распадается на две, что упрощает решение.

3. Способ разложения внешней нагрузки на симметричную и кососимметричную

Способ группировки особенно эффективен при одновременном разложении по тому же принципу внешней нагрузки на симметричную и кососимметричную.

Разложение нагрузки на симметричную и кососимметричную упростит построение эпюр и вычисление свободных членов iP. Принцип разложения внешней нагрузки легко понять из рис. 2.5.

К сожалению, способы, упрощающие вычисление коэффициентов и решение канонических уравнений метода сил относятся в большей мере к симметричным рамам. В отношении несимметричных рам можно посоветовать следующее – стремитесь выбрать, а для этого надо иметь не одну, основную систему, в которой общее количество участков в эпюрах от единичных неизвестных было минимальным, что упростит вычисления.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21014. РАСЧЕТ Параметров антенн 51 KB
  ЗАДАНИЕ 1: Из трех параметров антенны известны два : сопротивление излучения R=4360 Ом КНД=310 Определить значение ненормированной характеристики направленности F . Решение D = 120 F2D;jmax RS Тогда Ответ :F=1061289 ЗАДАНИЕ 2: Определить эффективную площадь антенны по заданным частота f =8000 МГц КНД D = 4555 дБ Решение D = 4pSэфф l2 l = с f =00375 м Тогда Ответ:Sэфф =1961819 м2 ЗАДАНИЕ 3: Известны: эффективная площадь антенны Sэфф = 7200 м2 сопротивление излучения R = 4400 Ом Определить действующую длину антенны Lд...
21015. РАСЧЕТ Параметров антенн. Расчет характеристик и параметров антенн 99.5 KB
  Общие сведения Реальные антенны излучают в окружающее пространство в различных направлениях неодинаково. Зависимость напряженности поля излучаемого антенной измеренная на достаточно большом но одинаковом расстоянии от антенны от углов наблюдения D и j называется характеристикой направленности. Коэффициент направленного действия показывает во сколько раз необходимо увеличить мощность излучения при замене направленной антенны ненаправленной для сохранения прежней напряженности поля в точке приема. Эффективной или действующей площадью Sэфф...
21016. РАСЧЕТ Параметров СИММЕТРИЧНОГО И НЕСИММЕТРИЧНОГО ВИБРАТОРОВ 61 KB
  Донецк 2011 год Цель работы: расчет характеристик и параметров симметричного и несимметричного вибраторов Варианты индивидуальных заданий Задание 1.4 м диаметр симметричного вибратора 2r =6 мм Решение =140186м W=276lg  r68 Ом при l = 0. Определить волновое сопротивление если известны: частота F= 1000 кГц длина плеча l =150 м диаметр несимметричного вибратора 2r =2 мм Решение =300м W=138lg  r34 Ом при l = 0.
21017. РАЗРАБОТКА ОТЧЕТОВ В VISUAL FOXPRO 130 KB
  При разработке отчета выполняются следующие основные операции: создание отчета; настройка отчета; создание среды окружения отчета; сохранение отчета; модификация отчета; просмотр отчета; печать отчета. Кроме вышеуказанных операций при разработке отчета производится создание и настройка объектов размещаемых в отчете. Отдельно также рассмотрены просмотр и печать отчета выполняемые программным путем в ходе работы приложения. Разработка отчета Создание отчета В Visual FoxPro для создания отчетов можно использовать следующие...
21018. РАЗРАБОТКА ЭКРАННЫХ ФОРМ В VISUAL FOXPRO 297.5 KB
  Объектная организация пользовательского интерфейса Формы являются основой пользовательского интерфейса обеспечивая ввод просмотр и изменение информации выполнение служебных и вспомогательных функций. В зависимости от организации диалога формы могут запускаться автономно либо иерархически вызываться друг из друга. Использование среды окружения позволяет упростить связывание элементов формы с БД задать специфичные для формы свойства данных изменить связи между таблицами для работы в форме. Содержит объекты формы.
21019. ВЫБОРКА ДАННЫХ В VISUAL FOXPRO 114 KB
  ОПЕРАТОР ВЫБОРКИ SELECTSQL Оператор выборки SELECT предназначен для описания и исполнения запросов к БД. РАБОТА С КОНСТРУКТОРОМ ЗАПРОСОВ Конструктор Запросов предназначен для создания оператора SELECT путем автоматизированного формирования фраз оператора. Открытие Конструктора Запросов Запуск Конструктора Запросов для создания нового запроса может быть выполнен: а нажатием кнопки New окна проекта при выбранной группе Queries. При выполнении указанных действий открывается окно Конструктора Запросов и окно выбора таблиц.
21020. РЕАЛИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ В VISUAL FOXPRO 149 KB
  idx предназначенными для хранения созданных для таблицы индексов. Каждый индекс указывает последовательность следования записей таблицы в соответствии с заданным для него ключевым выражением. При наличии главного индекса строки таблицы отображаются и обрабатываются в порядке определяемом данным индексом в противном случае – в порядке их физического следования в таблице. Конструктор базы данных позволяет создавать и модифицировать таблицы входящие в базу данных определять для таблиц индексы и требования к данным.
21021. НАЧАЛЬНОЕ ЗНАКОМСТВО С VISUAL FOXPRO 172.5 KB
  ЗАПУСК VISUAL FOXPRO Запуск Visual FoxPro выполняется стандартными для Windows способами. Командная строка используемая при этом может быть дополнена параметрами: а Игнорируются установки записанные в Регистре Windows и имеющийся файл конфигурации C file Определяет имя и путь к файлу конфигурации который должен использоваться при запуске СУБД или приложения Visual FoxPro. D file Определяет имя и путь к файлу библиотеки RunTime DLL L file e Определяет имя и путь к файлу ресурсов R Обновляет информацию в Регистре Windows...