Как да начертаем линии на влияние? Структурната механика се основава на кинематичния метод на Лагранж. Основната му същност се крие във факта, че в система, която е в състояние на пълно равновесие, резултатът от всички сили върху незначителни премествания е нула.
Специфичност на метода
За изграждане на линиите на влияние на реакцията, огъващия момент, напречната сила за дадено сечение на лъча се използва определен алгоритъм на действие. Първо премахнете връзката. Освен това се премахват линиите на влияние на вътрешната сила и се въвежда необходимата сила. В резултат на такива манипулации, дадената система ще бъде механизъм с една степен на свобода. В посоката, където се разглежда вътрешната сила, се въвежда малко изместване. Неговата посока трябва да бъде подобна на вътрешното усилие, само в този случай ще бъде свършена положителна работа.
Примери за конструкции
Въз основа на принципа на преместванията се записва уравнението на равновесието, при решаването му се изчисляват линиите на влияние и се определя необходимото усилие.
Нека разгледаме пример за такива изчисления. Изграждаме линии на влияние на напречната сила в някакъв участък A. Toза да се справим със задачата, е необходимо да се начертаят преместванията на този лъч от еднократно преместване в посока на отстранената сила.
Формула за определяне на усилията
Изграждането на линии на влияние се извършва по специална формула. Той свързва желаната сила, величината на концентрираната сила, която действа върху гредата, с площта на фигурата, образувана от линията на влияние и оста на диаграмата под натоварване. А също и с индикатора на огъващия момент и тангенса на ъгъла на линията на влияние на силите и неутралната ос.
Ако посоката на разпределителния товар и концентрираната сила съвпадат с посоката на силата на движещата се единица, те имат положителна стойност.
Огъващият момент ще бъде положителен, когато посоката му е по посока на часовниковата стрелка. Тангенсът ще бъде положителен, когато ъгълът на въртене е по-малък от прав ъгъл. При извършване на изчисления стойността на ординатите и площта на линията на влияние се използват с техните знаци. Структурната механика се основава на статистическия метод за конструиране на диаграми.
Определения
Нека дадем основните дефиниции, които са необходими за извършване на висококачествени чертежи и изчисления. Линията на влияние е линията, която свързва вътрешната сила и изместването на единица движеща сила.
Ординатите демонстрират промяната в анализираната вътрешна сила, която се появява в определена точка на гредата при движение по дължината на единична сила. Те показват промяната в различни точки във вътрешносттасила при условие на използване на външен фиксиран товар. Статистическата версия на конструкцията се основава на записване на уравненията на равновесието.
Две опции за конструкция
Изграждане на влиятелни линии в греди и огъващ момент е възможно в два случая. Силата може да бъде разположена отдясно или отляво на използваната секция. Когато силите са разположени вляво от секцията, по време на изчисленията се избират силите, които ще действат вдясно. С нейното дясно действие те се броят според левите сили.
Греди с няколко участъка
При мостовете, например, спомагателните греди се използват за прехвърляне на външното натоварване към носещата част на цялата строителна конструкция. Основната греда се нарича тази, която е носещата основа. Счита се, че напречните греди са разположени под прав ъгъл спрямо главния.
Извикват се спомагателни (единични) греди, към които се прилага външно натоварване. Тази опция за прехвърляне на товара към главната греда се счита за възлова. Панелът се счита за зоната, разположена между двата най-близки възела. И те са представени като точки от главната ос, към които пасват напречните греди.
Функции
Каква е линията на влияние? Дефиницията на този термин в греда е свързана с графика, която показва промяната в анализирания фактор, когато единична сила се движи по гредата. Тя може да бъде напречна сила, огъващ момент, опорна реакция. Всяка ордината на линиите на влияние показва размераанализиран фактор в момента, когато силата е разположена над него. Как да начертаем линии на влияние на лъч? Статистическият метод се основава на съставянето на статистически уравнения. Например, за обикновена греда, разположена върху две шарнирни опори, е характерна сила, движеща се по протежение на гредата. Ако изберете определено разстояние, на което той функционира, можете да изградите линии на влияние на реакцията, да съставите уравнение на моментите, да изградите графика с две точки.
След това се изгражда крива на действието на срязваща сила, за което се използват ординатите на линиите на влияние в разреза.
Кинематографичен начин
Може би въз основа на движенията може да се изгради линия на влияние. Примери за такива графики могат да бъдат намерени в случаите, когато лъч е показан без опора, така че механизмът да може да се движи в положителна посока.
За да се изгради линия на влияние на определен огъващ момент, е необходимо да се изреже панта в съществуващата секция. В този случай полученият механизъм ще се завърти с единичен ъгъл в положителна посока.
Изграждането на линия на влияние с напречна сила е възможно при вмъкване в секцията на плъзгача и разширяване на лъча с една единица в положителна посока.
Можете да използвате кинематографичния метод, за да начертаете огъващия момент и линиите на силата на срязване в конзолна греда. Като се има предвид неподвижността на лявата страна в такъв лъч, се разглежда само движението за дясната страна в положителна посока. Благодарение на линиите на влияние, формулата може да изчисли всяко усилие.
Изчисленияв кинематографичен режим
При изчисляване по кинематичния метод се използва формула, която свързва броя на опорните пръти, броя на участъците, пантите, степените на свобода на задачата. Ако при заместване на дадените стойности броят на степените на свобода е равен на нула, проблемът може да се определи статистически. Ако този индикатор има отрицателна стойност, задачата е статистически невъзможна, с положителна степен на свобода се изпълнява геометрична конструкция.
За да се направи по-удобно извършването на изчисления, за да има визуално представяне на характеристиките на работата на дисковете в многодиапазонна греда, е изградена етажна диаграма.
За да направите това, всички оригинални панти в гредата се заменят с шарнирни опори.
Разновидности на греди
Предполагат се няколко вида многодиапазонни греди. Спецификата на първия тип е, че във всички участъци, с изключение на първия, се използват шарнирно-подвижни опори. Ако вместо панти се използват опори, ще се оформят греди с един участък, в които всяка ще лежи на съседната конзола.
Вторият тип се характеризира с редуване на участъци, които имат две съчленени подвижни опори, с участъци без опори. В този случай планът на етажа на конзолата на централните греди се основава на вмъкнатите греди.
Освен това има греди, които комбинират двата предишни типа. За да се осигури статистическа определяемост на вложките, хоризонталната връзка между опората се прехвърля към десния съседен лъч. Долен етаж в етаж по етажсхемата ще бъде представена от главния лъч, а вторичните греди се използват за горния етаж.
Графии на вътрешни силови фактори
С помощта на схема стъпка по стъпка можете да начертаете един лъч, започвайки от горния етаж и завършвайки с долните конструкции. След завършване на изграждането на вътрешните силови фактори за горния етаж е необходимо да промените всички намерени стойности на опорната реакция към сили, противоположни по посока, след което да ги приложите в схемата на пода към долния етаж. При начертаването на диаграми върху него се използва дадено натоварване от сили.
След завършване на графиката на вътрешните фактори на силата се извършва статистическа проверка на цялата многодиапазонна греда. При проверка трябва да е изпълнено условието, според което сумата от всички реакции на опори и дадени сили е равна на нула. Също така е важно да се анализира съответствието с диференциалната зависимост за отделните участъци от използваната греда.
В графика, която изразява закона за промяна в реакцията на опора или вътрешен фактор на сила в определен (дан) участък от сграда, функциите на местоположението на движещия се индивидуален товар се наричат линия на влияние. За да ги изградите, приложете уравнението на статистиката.
Графичните конструкции се използват за определяне на вътрешните фактори на силата за изчисляване на реакциите на опорите по определени линии на влияние.
Изчислителна стойност
В широк смисъл строителната механика се счита за наука, която разработва методи за изчисляване и принципи на проверкаконструкции и конструкции за стабилност, здравина и твърдост. Благодарение на висококачествените и навременни изчисления на якост е възможно да се гарантира безопасността на издигнатите конструкции, тяхната пълна устойчивост на вътрешни и външни сили.
За постигане на желания резултат се използва комбинация от икономичност и издръжливост.
Изчисленията за стабилност позволяват да се идентифицират критични индикатори за външни влияния, които гарантират запазването на дадена форма на баланс и позиция в деформирано състояние.
Изчисленията за твърдост са за идентифициране на различни варианти на деформация (улягане, деформация, вибрации), поради което се изключва пълната работа на конструкциите, съществува заплаха за здравината на конструкциите.
За да се избегнат извънредни ситуации, е важно да се извършват такива изчисления, да се анализира съответствието на получените показатели с максимално допустимите стойности.
Понастоящем структурната механика използва огромно разнообразие от надеждни методи за изчисление, които са тествани подробно от строителни и инженерни практики.
Предвид постоянното модернизиране и развитие на строителната индустрия, включително нейната теоретична база, можем да говорим за използване на нови надеждни и висококачествени методи за конструиране на чертежи.
В тесен смисъл строителната механика е свързана с теоретични изчисления на пръти, греди, които образуват структура. Фундаменталната физика, математика и експериментални изследвания служат като основа за структурната механика.
Схемите за проектиране, които се използват в строителната механика за камък, стоманобетон, дърво, метални конструкции, ви позволяват да избегнете недоразумения по време на строителството на сгради и конструкции. Само с правилното предварително изграждане на чертежи можем да говорим за безопасността и надеждността на създаваните конструкции. Изграждането на линии на влияние в греди е доста сериозно и отговорно начинание, защото животът на хората зависи от точността на действията.
