Hvordan tegner man indflydelseslinjer? Strukturel mekanik er baseret på den kinematiske metode fra Lagrange. Dens hovedessens ligger i det faktum, at i et system, der er i en tilstand af fuldstændig ligevægt, er resultatet af alle kræfter på ubetydelige forskydninger nul.
Metodespecificitet
For at bygge påvirkningslinjerne for reaktionen, bøjningsmomentet, tværkraften for en given strålesektion, bruges en bestemt algoritme for handlinger. Fjern først linket. Derudover fjernes den indre krafts indflydelseslinjer, og den nødvendige kraft indføres. Som et resultat af sådanne manipulationer vil det givne system være en mekanisme med én grad af frihed. I den retning, hvor den indre kraft betragtes, indføres en lille forskydning. Dens retning bør svare til den interne indsats, kun i dette tilfælde vil der blive udført positivt arbejde.
Eksempler på konstruktioner
Baseret på princippet om forskydninger skrives ligevægtsligningen, når den løses, beregnes indflydelseslinjerne, og den nødvendige indsats bestemmes.
Lad os overveje et eksempel på sådanne beregninger. Vi bygger påvirkningslinjer for den tværgående kraft i nogle afsnit A. Tilfor at klare opgaven er det nødvendigt at plotte forskydningerne af denne stråle fra en enkelt forskydning i retning af den fjernede kraft.
Formel til at bestemme indsats
Konstruktion af indflydelseslinjer udføres ved hjælp af en speciel formel. Det forbinder den ønskede kraft, størrelsen af den koncentrerede kraft, der virker på strålen, med området af figuren dannet af påvirkningslinjen og diagrammets akse under belastning. Og også med indikatoren for bøjningsmomentet og tangenten af vinklen på kræfternes indflydelseslinje og den neutrale akse.
Hvis retningen af fordelingsbelastningen og den koncentrerede kraft falder sammen med retningen af den bevægelige enhedskraft, har de en positiv værdi.
Bøjningsmomentet vil være positivt, når dets retning er med uret. Tangenten vil være positiv, når rotationsvinklen er mindre end en ret vinkel. Ved udførelse af beregninger bruges værdien af ordinaterne og området for indflydelseslinjen med deres tegn. Strukturel mekanik er baseret på den statistiske metode til at konstruere diagrammer.
Definitioner
Lad os give de grundlæggende definitioner, der er nødvendige for at udføre tegninger og beregninger af høj kvalitet. Indflydelseslinjen er den linje, der forbinder den indre kraft og forskydningen af en enheds bevægende kraft.
Ordinaterne viser ændringen i den analyserede indre kraft, der opstår på et bestemt punkt på strålen, når den bevæges langs længden af en enhedskraft. De viser ændringen på forskellige punkter i det indrekraft under betingelse af at bruge en ekstern fast belastning. Den statistiske version af konstruktionen er baseret på at skrive ligevægtsligningerne.
To byggemuligheder
Konstruktion af indflydelseslinjer i bjælker og bøjningsmoment er mulig i to tilfælde. Kraften kan placeres til højre eller venstre for det anvendte afsnit. Når kræfterne er placeret til venstre for sektionen, vælges under beregningerne de kræfter, der vil virke til højre. Med hendes højre handling tæller de efter venstrekræfterne.
Multi-span bjælker
I broer bruges f.eks. hjælpebjælker til at overføre den ydre belastning til den bærende del af hele bygningskonstruktionen. Hovedbjælken kaldes den, der er den understøttende base. Tværgående bjælker anses for at være placeret i en ret vinkel på den primære.
Der kaldes hjælpebjælker (enkelt-spænd), som påføres en ekstern belastning. Denne mulighed for at overføre belastningen til hovedbjælken betragtes som nodal. Panelet anses for at være området placeret mellem de to nærmeste knudepunkter. Og de er repræsenteret som punkter på hovedaksen, som tværbjælkerne passer til.
Funktioner
Hvad er indflydelseslinjen? Definitionen af dette udtryk i en bjælke er forbundet med en graf, der viser ændringen i den analyserede faktor, når en enhedskraft bevæger sig langs bjælken. Det kan være en tværgående kraft, et bøjningsmoment, en støttereaktion. Enhver ordinat af indflydelseslinjerne viser størrelsenanalyseret faktor på det tidspunkt, hvor kraften er placeret over den. Hvordan tegner man linjer for indflydelse af en stråle? Den statistiske metode er baseret på udarbejdelse af statistiske ligninger. For eksempel, for en simpel bjælke, placeret på to hængslede understøtninger, er en kraft, der bevæger sig langs bjælken, karakteristisk. Hvis du vælger en bestemt afstand, hvormed den fungerer, kan du bygge reaktionslinjer for indflydelse, tegne en ligning af momenter, bygge en topunktsgraf.
Dernæst konstrueres en forskydningskraft-aktionskurve, hertil anvendes ordinaterne for påvirkningslinjerne i sektionen.
Cinematic way
Måske kan der bygges en indflydelseslinje baseret på bevægelserne. Eksempler på sådanne grafer kan findes i tilfælde, hvor en stråle er vist uden støtte, så mekanismen kan bevæge sig i en positiv retning.
For at bygge en påvirkningslinje af et bestemt bøjningsmoment, er det nødvendigt at skære et hængsel ind i den eksisterende sektion. I dette tilfælde vil den resulterende mekanisme rotere med en enhedsvinkel i den positive retning.
Det er muligt at bygge en påvirkningslinje med en tværgående kraft, når den indsættes i sektionen af skyderen og udvider strålen med en enhed i den positive retning.
Du kan bruge den filmiske metode til at plotte bøjningsmoment- og forskydningskraftlinjer i en udkraget bjælke. Under hensyntagen til den venstre sides immobilitet i en sådan stråle, overvejes kun bevægelsen for højre side i positiv retning. Takket være indflydelseslinjerne kan formlen beregne enhver indsats.
Beregningeri filmisk tilstand
Når der beregnes efter den kinematiske metode, bruges en formel, der relaterer antallet af støttestænger, antallet af spænd, hængsler, opgavens frihedsgrader. Hvis antallet af frihedsgrader ved substituering af de givne værdier er lig nul, kan problemet bestemmes statistisk. Hvis denne indikator har en negativ værdi, er opgaven statistisk umulig, med en positiv grad af frihed udføres en geometrisk konstruktion.
For at gøre det mere bekvemt at udføre beregninger, for at få en visuel repræsentation af funktionerne ved driften af diske i en flerspændsbjælke, er der bygget et gulvdiagram.
For at gøre dette udskiftes alle de originale hængsler i bjælken med hængslede understøtninger.
varianter af bjælker
Der antages flere typer multi-span bjælker. Det særlige ved den første type er, at der i alle spændvidder, med undtagelse af den første, anvendes hængslede bevægelige understøtninger. Hvis der bruges understøtninger i stedet for hængsler, dannes bjælker med enkelt spænd, hvor hver vil hvile på den tilstødende konsol.
Den anden type er kendetegnet ved vekslen mellem spænd, som har to leddelte bevægelige understøtninger, med spænd uden understøtninger. I dette tilfælde er grundplanen på konsollen på de centrale bjælker baseret på indsatsbjælkerne.
Desuden er der bjælker, der kombinerer de to tidligere typer. For at sikre den statistiske definerbarhed af indsatsbjælkerne overføres den vandrette forbindelse mellem understøtningen til den højre tilstødende bjælke. Underetage i etage-for-etageskemaet vil blive repræsenteret af fjernlyset, og de sekundære bjælker bruges til den øverste etage.
Plots med interne kraftfaktorer
Ved hjælp af et trin-for-trin-skema kan du plotte til en enkelt bjælke, der starter fra øverste etage og slutter med de nederste konstruktioner. Efter at konstruktionen af indre kraftfaktorer for den øverste etage er afsluttet, er det nødvendigt at ændre alle de fundne værdier af støttereaktionen til kræfter i modsat retning, og derefter anvende dem i etagediagrammet til den nederste etage. Når man plotter diagrammer på den, bruges en given belastning af kræfter.
Efter afslutning af plotningen af interne kraftfaktorer udføres en statistisk kontrol af hele multi-span bjælken. Ved kontrol skal betingelsen være opfyldt, ifølge hvilken summen af alle reaktioner af understøtninger og givne kræfter er lig med nul. Det er også vigtigt at analysere overensstemmelsen med den differentielle afhængighed for individuelle sektioner af den brugte bjælke.
I en graf, der udtrykker loven om ændring i reaktionen af en støtte eller en indre kraftfaktor i en specifik (given) sektion af en bygning, kaldes funktionerne af placeringen af en bevægelig individuel last linjen af indflydelse. For at bygge dem skal du anvende ligningen for statistik.
Grafiske konstruktioner bruges til at bestemme de interne kraftfaktorer til beregning af understøtningers reaktioner langs bestemte indflydelseslinjer.
Beregningsværdi
I bred forstand betragtes bygningsmekanik som en videnskab, der udvikler beregningsmetoder og verifikationsprincipperstrukturer og strukturer for stabilitet, styrke og stivhed. Takket være højkvalitets og rettidige styrkeberegninger er det muligt at garantere sikkerheden af de opførte strukturer, deres fulde modstand mod indre og ydre kræfter.
For at opnå det ønskede resultat bruges en kombination af økonomi og holdbarhed.
Stabilitetsberegninger gør det muligt at identificere kritiske indikatorer for ydre påvirkninger, der garanterer bevarelsen af en given form for balance og position i en deformeret tilstand.
Stivhedsberegninger skal identificere en række forskellige deformationsmuligheder (sætning, afbøjning, vibration), på grund af hvilke den fulde drift af strukturer er udelukket, der er en trussel mod strukturernes styrke.
For at undgå nødsituationer er det vigtigt at udføre sådanne beregninger, analysere overensstemmelsen af de opnåede indikatorer med de maksim alt tilladte værdier.
I øjeblikket bruger konstruktionsmekanik et stort udvalg af pålidelige beregningsmetoder, der er blevet testet i detaljer af bygnings- og ingeniørpraksis.
I betragtning af den konstante modernisering og udvikling af byggebranchen, herunder dens teoretiske grundlag, kan vi tale om brugen af nye pålidelige og højkvalitetsmetoder til at konstruere tegninger.
I snæver forstand er bygningsmekanik forbundet med teoretiske beregninger af stænger, bjælker, der danner en struktur. Grundlæggende fysik, matematik og eksperimentelle undersøgelser tjener som grundlag for strukturel mekanik.
Designskemaer, der bruges i konstruktionsmekanik til sten, armeret beton, træ, metalkonstruktioner, giver dig mulighed for at undgå misforståelser under opførelsen af bygninger og konstruktioner. Kun med den korrekte foreløbige konstruktion af tegninger kan vi tale om sikkerheden og pålideligheden af de strukturer, der skabes. At bygge påvirkningslinjer i bjælker er et ret seriøst og ansvarligt foretagende, fordi folks liv afhænger af handlingernes nøjagtighed.
