Jak nakreslit čáry vlivu? Stavební mechanika je založena na kinematické metodě Lagrange. Jeho hlavní podstata spočívá v tom, že v systému, který je ve stavu úplné rovnováhy, je výsledek všech sil na nepatrné posuny nulový.
Specifičnost metody
K sestavení linií vlivu reakce, ohybového momentu, příčné síly pro daný úsek nosníku se používá určitý algoritmus akcí. Nejprve odstraňte odkaz. Kromě toho jsou odstraněny linie vlivu vnitřní síly a je zavedena potřebná síla. V důsledku takových manipulací bude daný systém mechanismem s jedním stupněm volnosti. Ve směru, kde je uvažována vnitřní síla, je zavedeno malé posunutí. Jeho směr by měl být podobný vnitřnímu úsilí, pouze v tomto případě bude vykonána pozitivní práce.
Příklady konstrukcí
Na principu posuvů se napíše rovnovážná rovnice, při jejím řešení se vypočtou čáry vlivu a určí se potřebné úsilí.
Uvažujme příklad takových výpočtů. Stavíme čáry vlivu příčné síly v některém řezu A. Topro zvládnutí úkolu je nutné zakreslit posuvy tohoto paprsku z jednoho posuvu ve směru odstraněné síly.
Vzorec pro určení úsilí
Konstrukce čar vlivu se provádí pomocí speciálního vzorce. Spojuje požadovanou sílu, velikost koncentrované síly, která působí na paprsek, s oblastí obrázku tvořenou linií vlivu a osou diagramu pod zatížením. A také s ukazatelem ohybového momentu a tečny úhlu přímky vlivu sil a neutrální osy.
Pokud se směr rozložení zatížení a koncentrovaná síla shodují se směrem síly pohybující se jednotky, mají kladnou hodnotu.
Ohybový moment bude kladný, když je jeho směr ve směru hodinových ručiček. Tečna bude kladná, když je úhel natočení menší než pravý úhel. Při provádění výpočtů se používá hodnota souřadnic a oblast linie vlivu s jejich znaménky. Stavební mechanika je založena na statistické metodě konstrukce diagramů.
Definice
Uveďme základní definice, které jsou nezbytné pro provádění vysoce kvalitních výkresů a výpočtů. Linie vlivu je linie, která spojuje vnitřní sílu a posun jednotky pohybující se síly.
Pořadnice demonstrují změnu analyzované vnitřní síly, která se objeví v určitém bodě nosníku při pohybu po délce jednotkové síly. Ukazují změnu v různých bodech vnitřnísíla za podmínky použití vnější pevné zátěže. Statistická verze konstrukce je založena na zápisu rovnic rovnováhy.
Dvě možnosti konstrukce
Konstrukce vlivových čar v prutech a ohybový moment je možná ve dvou případech. Síla může být umístěna vpravo nebo vlevo od použité sekce. Když jsou síly umístěny nalevo od řezu, během výpočtů jsou vybrány síly, které budou působit vpravo. Při její pravé akci se počítají podle levých sil.
Vícepolové nosníky
Například u mostů se pomocné nosníky používají k přenosu vnějšího zatížení na nosnou část celé konstrukce budovy. Hlavní nosník se nazývá ten, který je nosnou základnou. Předpokládá se, že příčné nosníky jsou umístěny v pravém úhlu k hlavnímu nosníku.
Jsou volány pomocné (jednopolové) nosníky, na které působí vnější zatížení. Tato možnost přenosu zatížení na hlavní nosník je považována za uzlovou. Za panel se považuje oblast nacházející se mezi dvěma nejbližšími uzly. A jsou reprezentovány jako body hlavní osy, ke kterým přiléhají příčné nosníky.
Funkce
Co je to linie vlivu? Definice tohoto pojmu v nosníku je spojena s grafem, který ukazuje změnu analyzovaného faktoru, když se jednotková síla pohybuje podél nosníku. Může to být příčná síla, ohybový moment, reakce podpory. Jakákoli pořadnice linií vlivu ukazuje velikostanalyzovaný faktor v době, kdy se síla nachází nad ním. Jak nakreslit čáry vlivu paprsku? Statistická metoda je založena na sestavování statistických rovnic. Například pro jednoduchý nosník, umístěný na dvou kloubových podpěrách, je charakteristická síla pohybující se podél nosníku. Pokud zvolíte určitou vzdálenost, ve které funguje, můžete sestavit čáry vlivu reakce, sestavit momentovou rovnici, sestavit dvoubodový graf.
Dále je zkonstruována křivka působení smykové síly, k tomu jsou použity souřadnice vlivových čar v řezu.
Kinematická cesta
Možná lze na základě pohybů vybudovat linii vlivu. Příklady takových grafů lze nalézt v případech, kdy je paprsek zobrazen bez podpory, aby se mechanismus mohl pohybovat kladným směrem.
Pro vybudování čáry vlivu určitého ohybového momentu je nutné vyříznout závěs do stávajícího řezu. V tomto případě se výsledný mechanismus otočí o jednotkový úhel v kladném směru.
Vytvoření linie vlivu příčnou silou je možné při vložení do sekce posuvníku a roztažení paprsku o jednu jednotku v kladném směru.
Kinematografickou metodu můžete použít k vykreslení ohybového momentu a smykových siločar v konzolovém nosníku. S přihlédnutím k nehybnosti levé strany v takovém paprsku je uvažován pouze pohyb pro pravou stranu v kladném směru. Díky liniím vlivu může vzorec vypočítat jakékoli úsilí.
Výpočtyve filmovém režimu
Při výpočtu kinematickou metodou se používá vzorec, který dává do souvislosti počet podpěrných tyčí, počet rozpětí, závěsů, stupně volnosti úlohy. Je-li při dosazení daných hodnot počet stupňů volnosti roven nule, lze problém určit statisticky. Pokud má tento indikátor zápornou hodnotu, je úloha statisticky nemožná, při kladném stupni volnosti se provádí geometrická konstrukce.
Aby bylo provádění výpočtů pohodlnější a aby bylo možné mít vizuální znázornění vlastností činnosti disků v nosníku o více polích, je vytvořeno schéma podlahy.
Za tímto účelem jsou všechny původní závěsy v nosníku nahrazeny sklopnými podpěrami.
Různé druhy nosníků
Předpokládá se několik typů nosníků o více polích. Specifikem prvního typu je, že ve všech rozpětích, s výjimkou prvního, se používají kloubově pohyblivé podpěry. Pokud se místo závěsů použijí podpěry, vytvoří se jednopolové nosníky, z nichž každý bude spočívat na sousední konzole.
Druhý typ se vyznačuje střídáním polí, která mají dvě kloubově pohyblivé podpěry, s poli bez podpěr. V tomto případě půdorys na konzole centrálních nosníků vychází z vložených nosníků.
Kromě toho existují nosníky, které kombinují dva předchozí typy. Pro zajištění statistické definovatelnosti vložených nosníků se horizontální spojení mezi podporou přenese na pravý sousední nosník. Spodní patro v patře po patřeschéma bude představovat hlavní paprsek a sekundární nosníky jsou použity pro horní patro.
Grafy faktorů vnitřní síly
Pomocí schématu krok za krokem můžete vykreslit jeden trám počínaje horním podlažím a konče spodními konstrukcemi. Po dokončení konstrukce vnitřních silových faktorů pro horní patro je nutné všechny zjištěné hodnoty reakce podpěry změnit na síly opačného směru a následně je aplikovat v půdorysu na spodní patro. Při vykreslování diagramů na něj se používá dané zatížení sil.
Po dokončení vykreslování vnitřních silových faktorů se provede statistická kontrola celého nosníku o více polích. Při kontrole musí být splněna podmínka, podle které je součet všech reakcí podpor a daných sil roven nule. Důležité je také analyzovat shodu s diferenciální závislostí pro jednotlivé úseky použitého nosníku.
V grafu, který vyjadřuje zákon změny reakce podpory nebo vnitřního součinitele síly v konkrétním (daném) úseku budovy, se funkce umístění pohybujícího se jednotlivého zatížení nazývá čára vlivu. K jejich sestavení použijte rovnici statistiky.
Grafické konstrukce se používají k určení vnitřních silových faktorů pro výpočet reakcí podpor podél určitých linií vlivu.
Hodnota výpočtu
V širokém slova smyslu je stavební mechanika považována za vědu, která vyvíjí metody výpočtu a principy ověřovánístruktury a struktury pro stabilitu, pevnost a tuhost. Díky kvalitním a včasným pevnostním výpočtům je možné zaručit bezpečnost stavěných konstrukcí, jejich plnou odolnost vůči vnitřním i vnějším silám.
K dosažení požadovaného výsledku se používá kombinace hospodárnosti a odolnosti.
Výpočty stability umožňují identifikovat kritické indikátory vnějších vlivů, které zaručují zachování dané formy rovnováhy a polohy v deformovaném stavu.
Výpočty tuhosti mají identifikovat různé možnosti deformace (sedání, průhyb, vibrace), kvůli kterým je vyloučen plný provoz konstrukcí, existuje ohrožení pevnosti konstrukcí.
Aby se předešlo nouzovým situacím, je důležité provádět takové výpočty, analyzovat shodu získaných indikátorů s maximálními přípustnými hodnotami.
Strukturní mechanika v současné době používá obrovské množství spolehlivých výpočtových metod, které byly podrobně testovány stavební a inženýrskou praxí.
Vzhledem k neustálé modernizaci a rozvoji stavebnictví, včetně jeho teoretického základu, lze hovořit o používání nových spolehlivých a kvalitních metod pro konstrukci výkresů.
V užším slova smyslu je stavební mechanika spojena s teoretickými výpočty tyčí, trámů, které tvoří konstrukci. Základní fyzika, matematika a experimentální studia slouží jako základ pro stavební mechaniku.
Konstrukční schémata, která se používají ve stavební mechanice pro kamenné, železobetonové, dřevěné, kovové konstrukce, umožňují předejít nedorozuměním při stavbě budov a konstrukcí. Pouze se správnou předběžnou konstrukcí výkresů můžeme mluvit o bezpečnosti a spolehlivosti vytvářených konstrukcí. Budování linií vlivu v paprscích je poměrně vážný a zodpovědný podnik, protože na přesnosti akcí závisí životy lidí.
