1. Исходные данные
Согласно задания: Неподвижная нагрузка: Постоянная нагрузка – узловая нагрузка F = 40 кН, приложенная к узлам верхнего и нижнего пояса, исключая опорные. Длинна панели d = 3,6 м . Высота t = 2,4 м. Исследуемые стержни – первая и вторая панель слева.
2. Кинематический анализ.
W=2У – Сф – Соп = 2 · 16 – 31 – 3 = 0,
Следовательно, ферма статически определима.
Здесь
У=16 – число узлов фермы, включая опорные;
Сф = 29 – число стержней фермы;
Соп = 3 – число опорных связей.
Рис.1
3. Определение опорных реакций от неподвижной нагрузки.
Поскольку ферма симметрична и нагружена симметричной нагрузкой:
Рис.2 Расчетная схема заданной фермы.
4. Определение усилий в стержнях фермы. (аналитически)
Стержни шпренгельной фермы бывают трех категорий
Стержни принадлежат только основной ферме. Усилия в этих стержнях определяются расчетом только основной фермы.
В нашей ферме – это исследуемые стержни (2-4, 4-5, 5-7, 7-9, 6-9, 8-9).
Стержни принадлежащие одновременно, как основной ферме, так и дополнительной (шпренгелю). Усилия в этих стержнях определяются как сумма двух усилий. Одно усилие, возникающее в стержне основной фермы, второе – в слившемся с ним шпренгеле.
В нашей ферме – это исследуемые стержни (1-3, 1-2, 3-5, 4-6, 4-8).
3. Стержни принадлежащие только дополнительной ферме (шпренгелю).
Шпренгель рассматриваем как самостоятельную двухопорную ферму.
Усилие в этих стержнях определяется только от нагрузки приложенной
непосредственно к шпренгелю.
В нашей ферме – это исследуемые стержни (2-3, 2-5, 6-7, 6-8).
Разделим ферму на основную и дополнительные (шпренгели).
Рис.3. Основная ферма.
Рис.4. Дополнительные фермы (шпренгели).
Определим усилия в основной ферме.
Предварительно определим функции углов в ферме.
Усилие в стержне (1-4). Усилие находим методом сечений. Рассекаем ферму (сечение I-I)(рис.3) и рассматриваем равновесие левой части фермы. Составим уравнение равновесия относительно моментной точки 5.(рис. 5).
Рис.5
Плечо силы относительно т. 5:
Усилие в стержне 1-5. Усилие находим методом сечений. Рассекаем ферму (сечение I-I)(рис.3) и рассматриваем равновесие левой части фермы. Составим уравнение равновесия относительно моментной точки 4. (рис5).
Плечо силы относительно т. 4:
Усилие в стержне 4-5)’. Усилие находим методом сечений. Рассекаем ферму (сечение II-II)(рис.3) и рассматриваем равновесие левой части фермы. Составим уравнение равновесия относительно моментной точки С.(рис. 6).
Рис.6
Плечо силы относительно т. С:
Усилие в стержне 4-9’. Усилие находим методом сечений. Рассекаем ферму (сечение III-III)(рис.3) и рассматриваем равновесие левой части фермы. Составим уравнение равновесия относительно оси У. (рис.7).
Рис.7
Усилие в стержне 5-9’. Усилие находим методом сечений. Рассекаем ферму (сечение III-III)(рис.3) и рассматриваем равновесие левой части фермы. Составим уравнение равновесия относительно моментной точки 4.(рис. 7).
Плечо силы относительно т. 4:
Усилие в стержне 4-8’. Усилие находим методом сечений. Рассекаем ферму (сечение III-III)(рис.3) и рассматриваем равновесие левой части фермы. Составим уравнение равновесия относительно моментной точки 9.(рис. 7).
Плечо силы относительно т. 9:
Усилие в стержне 8-9’. Усилие находим методом сечений. Вырезаем узел 8 (рис.3) и рассматриваем его равновесие. Составим уравнение равновесия относительно осей хОу. (рис.8).
Рис.8
Определим усилия в стержнях дополнительной фермы.
Из заданной расчетной схемы (рис.2) выделим шпренгель первой панели слева (рис.9.1.).
Рис.9.1. Рис.9.2. Рис.9.3.
Рассмотрим его как ферму на двух опорах ( опоры – узлы 1 и 5).
Усилие в стержне 1-2”(2-5”). Усилие находим методом сечений. Вырезаем узел 1 и рассматриваем его равновесие. Составим уравнение равновесия относительно осей хОу. (рис.9.2.).
Усилие в стержне 1-3”(3-5”). Усилие находим методом сечений. Вырезаем узел 1 и рассматриваем его равновесие. Составим уравнение равновесия относительно осей хОу. (рис.9.2.).
Усилие в стержне 2-3”. Усилие находим методом сечений. Вырезаем узел 3 и рассматриваем его равновесие. Составим уравнение равновесия относительно осей хОу. (рис.9.3.).
Из заданной расчетной схемы (рис.2) выделим шпренгель второй панели слева (рис.10.1.).
Рис.10.1. Рис.10.2. Рис.10.3. Рис.10.4.
Усилие в стержне 4-8”, 4-6”. Усилия находим методом сечений. Вырезаем узел 4 и рассматриваем его равновесие. Составим уравнения равновесия относительно осей хОу. (рис.10.2.).
Тогда,
Усилие в стержне 6-7”. Усилие находим методом сечений. Вырезаем узел 7 и рассматриваем его равновесие. Составим уравнение равновесия относительно оси у. (рис.10.3.).
Усилие в стержне 6-8”. Усилие находим методом сечений. Вырезаем узел 8 и рассматриваем его равновесие. Составим уравнение равновесия относительно оси у. (рис.10.4.).
Определим усилия в заданной расчетной схеме.
Стержень
|
Основная ферма
|
Шпренгель
|
Заданная ферма
|
1-3
|
135
|
15
|
150
|
3-5
|
135
|
15
|
150
|
1-2
|
-225
|
-25
|
-250
|
2-4
|
-225
|
-
|
-225
|
2-3
|
-
|
40
|
40
|
2-5
|
-
|
-25
|
-25
|
4-5
|
-30
|
-
|
-30
|
5-7
|
162,41
|
-
|
162,41
|
7-9
|
162,41
|
-
|
162,41
|
4-6
|
108,17
|
18,03
|
126,2
|
6-9
|
108,17
|
-
|
108,17
|
4-8
|
-216,54
|
-18,03
|
-234,57
|
6-7
|
-
|
40
|
40
|
6-8
|
-
|
14,28
|
14,28
|
8-9
|
160,23
|
-
|
160,23
|
Достарыңызбен бөлісу: |