Расчет статически определимых арок: Методические указания к контрольной работе по дисциплине "Строительная механика", страница 3

Номер сечения

 

М = М 0- Н·у, кН·м

 

Q = Q0 cos φ -H sin φ, кН

N = -Q0 sin φ -Н cos φ, кН

М 0

-H·y

M

Q0 cos φ

-H sin φ

Q

-Q0 sin φ

-Н cos φ

N

А

1

2п

3

4п

5

6

7

8п

9

10

11

B

0

570

1140

1140

1510

1840

1840

1860

1840

1780

1680

1680

1300

880

440

0

0

-760,6

-1206,8

-1206,8

-1502,6

-1694,9

-1694,9

-1804,4

-1840,0

-1804,4

-1694,9

-1694,9

-1502,6

-1206,8

-760,6

0

0

-190,6

-66,8

-66,8

7,4

145,1

145,1

55,6

0

-24,4

-14,9

-14,9

-202,6

-326,8

-320,6

0

109,6

182,1

224,6

153,7

155,3

147,5

19,0

0

-20,0

-39,5

-57,1

-171,3

-177,4

-173,4

-140,6

-84,6

-212,3

-176,9

-141,5

-141,5

-106,1

-70,8

-70,8

-35,4

0

35,4

70,8

70,8

106,1

141,5

176,9

212,3

-102,3

5,2

83,1

12,2

49,2

76,7

-51,8

-35,4

-20,0

-4,1

13,7

-100,5

-71,3

-31,9

36,3

127,7

-263,1

-219,2

-175,4

-120,0

-80,8

-47,7

-6,2

0

0

-6,2

-18,5

-55,4

-92,3

-135,4

-169,2

-203,1

-88,5

-147,0

-181,3

-181,3

-204,1

-218,8

-218,8

-227,3

-230,0

-227,3

-218,8

-218,8

-204,1

-181,3

-147,0

-88,5

-351,6

-366,2

-356,7

Подпись: 12-301,3

-284,9

-266,5

-225,0

-227,3

-230,0

-233,5

-237,3

-274,2

-296,4

-316,7

-316,2

-291,6


Рис. 8

2.5. Строим линии влияния внутренних усилий в сечении 2

Линий влияния  (рис.9) построим, используя линии влияния опорных реакций  и .

а)  на участке А–2;

Условно продлив ветви линий влияния за пределы участка А–2 – до опоры В, из выражений (4) получим значения линий влияния под опорой В.

Из выражений (4) при расположении силы  на расстоянии

х2=4 м (чуть левее сечения 2) находим

; 0   

Значения  можно получить и из геометрических соотношений.

Ветви линий влияния, построенные по этим значениям, обозначим римской цифрой I.

б)  на участке 2–С;

Из выражений (5) получим значения линий влияния под опорами А и В, условно продлив ветви линий влияния до опор.

Из геометрических соотношений находим

Ветви линий влияния этого участка обозначим римской цифрой II.

в)  на участке С–В;

Значения линий влияния над опорами А и В получим из выражений (6), условно продлив ветви за пределы участка С–В – до опоры А.

Значения получим из геометрических соотношений.

Ветви линий влияния этого участка обозначим римской цифрой III.

2.6. Строим линии влияния в сечении 9

Линии влияния внутренних усилий в сечении 9 (рис.10, 11, 12) построим, суммируя «скорректированные» балочные линии влияния.

Рис. 9

 

+

 

Рис.10

Рис.11

Рис.12

Покажем, что те же значения линий влияния  на границах участков А–С, С9, 9В можно получить, рассматривая загружение арки единичной силой над шарниром С и над сечением 9 (рис. 13).

Рис.13

Из рис. 13,а следует, что

Из рис. 13.б получим

Значения реакций  и распора  взяты с балочных линий влияния (см. рис. 3) при l=24 м; f=8 м; а9=18 м; b9=6 м.

Построение линий влияния рекомендуется проверить, графически определив положение на них нулевых точек. Нулевые точки соответствуют положению единичной силы на арке, при котором исследуемые усилия равны нулю.

В основе графического решения задачи лежит известная из курса теоретической механики теорема о равновесии трёх сил, согласно которой линии действия трёх сил, находящихся в равновесии, пересекаются в одной точке.

Вполне естественно, что графическое решение даст правильный результат только в случае строгого соблюдения масштаба при изображении расчётной схемы арки и тщательном исполнении всех построений.

Приводим графическое определение нулевых точек линий влияния  (рис. 14).

Следует заметить, что при указанных направлениях векторов реакций  и  единичная сила  должна быть приложена к арке на участке С–9. Для случаев и  это можно сделать, если воспользоваться консолью, жёстко соединенной с аркой на участке С–9, т.е. на ветвях линий влияния  и  «реальных» нулевых точек нет, они находятся на продолжении ветвей участка С–9.

Рис. 14

2.7. Загружаем линии влияния внутренних усилий в сечении 9.

Расположим линии влияния  и под схемой нагрузки

(рис. 15).

Напомним правило загружения линий влияния сосредоточенными силами и равномерно распределенной нагрузкой.

.

Здесь:

S– усилие, вычисляемое по линии влияния ;

 – сосредоточенные силы;

 – интенсивность распределенной нагрузки;

 –  значение л.в.  под силой Pi;

 –  площадь л.в.  под распределенной нагрузкой qj.

В соответствии с этим правилом получим

Рис. 15

 

Здесь  – суммарная площадь «перекрученной» трапеции л.в.  на участке С–9.

Те же значения Q9, N9, M9  получены при построении эпюр внутренних усилий в арке (см. табл.2).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дарков, А.В. Строительная механика: учебник для вузов / А.В. Дарков,

Н.Н. Шапошников. –9-е изд., испр. – СПб. Лань, 2004. – 655 с.

2. Руководство к практическим занятиям по курсу строительной механики: Статика стержневых систем. учеб. пособие для строит спец. вузов / Под общ. ред. Г.К. Клейна. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1980, – 384 с.