Ábhar saineolaí cartlainne: caomhnaíonn an t-alt nósanna imeachta stairiúla, foirmlí, táblaí agus líníochtaí i réimse na struchtúr statach, ach ní tionscadal, ríomh statach, cruthúnas ar acmhainn ualaigh, plean tionóil nó measúnú ar fhoirgneamh atá ann cheana é. Ní mór tacaí, raonta, ualaí, teaglaim gníomhartha, céimseata, ábhair, naisc, cobhsaíocht, tuirse, seismíocht agus céimeanna tógála a chinneadh le haghaidh réad sonrach de réir caighdeáin bhailí. Dearann agus seiceálann innealtóirí údaraithe freagrach struchtúir ualachiompartha.
Inniu, tá Savo Kusić dírithe ar fuinneoga adhmaid, fuinneoga adhmaid-alúmanam, fuinneoga saincheaptha, doras agus iarratais ar luachan. Fanann an t-alt seo mar chartlann stairiúil agus ní thairgeann sé dearadh, ríomh nó forghníomhú struchtúir tógála.
Foirmlí agus Marcanna: aistríodh nathanna matamaitice sa téacs go digiteach ó fhoinse scanta agus d’fhéadfadh earráidí clóghrafacha nó OCR a bheith iontu. Ní féidir iad a dhéanamh i ríomh gan comparáid a dhéanamh le foinse údarásach, aonaid, comharthaí, boinn tuisceana agus coinníollacha teorann a sheiceáil.
Bhíoma simplí
Tugtar imoibrithe tacaíochta, móimintí lúbthachta, dífhoirmíochtaí agus móimintí statacha an dromchla M0\ - i gcás roinnt cásanna ualaigh a tharlaíonn go minic i dtábla 1.
Ualach seasta le fórsaí tiubhaithe
Le luchtú siméadrach (Fíor.1) is fusa an ríomh a dhéanamh trí dhá cholún suimithe i bhfoirm tábla. Bunaithe ar an ngaol idir ualach, fórsa trasnach agus nóiméad
_Qn = Qn+1+ Pn agus Mn+1/_λ _= Mn/_λ + Qn+1
déantar an fórsa trasnaithe i réimse n a chinneadh ar dtús, ag tosú ón bhfórsa trasnánach i lár an bhíoma, agus ansin na móimintí lúbthachta ag pointí áirithe ag tosú ón luach Mi/λ.
Fig.1le táblaí cúnta.
Nuair a bhíonn an t-ualach neamhshiméadrach, agus na hachair fórsa cothrom, tá na táblaí seo a leanas oiriúnach le haghaidh ríomh (fig.2). Is féidir aon ualach neamhshiméadrach a bheith de réir fig.3cuir ualach frithmhéadrach amháin ina ionad, a bhíonn an-úsáideach go minic sa ríomh. In ionad na bhfórsaí Pi agus P’i i gcás luchtú siméadrach, na fórsaí (Pi+P’i)/2ag pointí i agus i’, agus i gcás frithmhéadrach an luchtaithe, an fórsa (Pi-P’i)/2ag pointe i agus bhfeidhm -(Pi-P’i)/2ag pointe i’. Nuair a chinntear imoibrithe tacaíochta faoi luchtú frithmhéadrach, is féidir fórsaí trasnacha agus chuimhneacháin lúbthachta a chinneadh sa tábla freisin.
Fíor. 2.
Fíor. 3.
Ag bogadh ualach
Faightear an mhóimint lúbthachta ag suíomh i go grafach agus an polagán fórsa agus an polagán slabhra in úsáid le haghaidh ualach tugtha. Is féidir polagán slabhra a tharraingt mar a thaispeántar i bhfíor.4. D’fhonn an suíomh is neamhfhabhrach den ualach a chinneadh faoi láthair ag áit i, bogtar an tacaíocht faoin ualach (Fíor.5) go dtí go gcinntear an luach max η__i, óna bhfaightear max_Mi_ = H * max_η__i_. Faightear an tras-fhórsa is mó ag pointe i nuair a bhogtar an t-ualach ionas go sroicheann an chéad fhórsa pointe i. Is féidir é a fháil ó pholagán na bhfórsaí i bhfíor.6: max_Oi_ =1_/l_ * ∑Pibi. Is polagán slabhra é A-polygon le spásáil cuaille H \ = l, tarraingthe do chóras gluaiseachta fórsaí tiubhaithe nuair a bhíonn an chéad fhórsa suite thar thaca b.
Fíor. 4.
Fíor. 5.
Fig.6.
Lualaí ag gluaiseacht: braitheann roghnú an tsuímh ábhartha agus an teaglaim d’ualaí gluaisteacha ar chuspóir an struchtúir, an tsamhail gníomhaíochta, na tionchair dhinimiciúla agus na rialacháin is infheidhme. Níl an nós imeachta grafach stairiúil cruthúnas leordhóthanach ar staid is neamhfhabhrach na tógála nua-aimseartha.
Lúibín le hailt
Ualach seasta
Ar dtús, déantar imoibrithe na dtacaíochtaí agus na bhfórsaí sna hailt a chinneadh ó na coinníollacha cothromaíochta agus na coinníollacha do na hailt. Ansin, is féidir chuimhneacháin lúbthachta agus fórsaí trasnacha do phlátaí tacaíochta aonair a chinneadh mar atá le bíomaí simplí, nó bhíoma le crochóga. Sl.7léiríonn an toradh do luchtú trí phláta le fórsaí tiubhaithe. Gabhann líne na bhfórsaí trasnaí thar na hailt mar thairiseach, agus an líne mhóimint gan bhriseadh, mura bhfuil fórsa tiubhaithe sa chomhpháirteach.
Leas insí le fórsaí tiubhaithe agus léaráidí de mhóimintí agus fórsaí trasnacha
Fig.7.
Le haghaidh ualach a dháileadh go cothrom ar an tacaíocht iomlán, faightear roinnt difríochtaí móra idir na chuimhneacháin thar na tacaí agus na chuimhneacháin uasta sna réimsí, de réir na gcóimheasa réise agus suíomh na n-alt, fig.8. Más rud é i gcás tacaíochtaí le hailt le níos mó ná dhá oscailt (fig.9) agus le raonta comhionanna l de lár-réimsí roghnaigh raon na gcríoch-réimsí l1=0,8535_l_ agus comhshuíomh c=0,1465_l_, ansin le hualach a dháileadh go cothrom, faightear go bhfuil teorainnluachanna na móimintí thar na tacaí agus sna réimsí comhionann lena chéile, M=0,0625_gl_2. Má tá raon l sna réimsí deiridh freisin, ansin max_M_= dóibh0,0957_gl_2.
Fig.8.
Fig.9.
Línte tionchair
De réir fig. 10 tá línte tionchair do Mi agus Qi idir pointí a agus b mar an gcéanna leis na línte tionchair i léas simplí. Cinntear cúrsa breise na líne tionchair trí shuíomh na dtacaí agus na hailt a léiríonn na príomh-chuaillí agus na cuaillí idirmheánacha den slabhra cineamatach a chruthaítear tríd an gcainníocht statach a bhaint ag pointe i. Ar an mbealach céanna, déantar línte tionchair do Mr agus Qr a chinneadh ag tosú ón léas a bhfuil tacaíocht aige ag pointí g1 agus c. Níl aon éifeacht ag ualach an bhíoma a bhfuil róchroch air ag an gcuid ag1 ar na móimintí agus na fórsaí trasnacha ag an bpointe r. Is fusa línte tionchair do chuimhneacháin agus fórsaí trasnacha ag pointí crochta (k agus v) a fháil nuair a chinntear na comhordanáidí do shuíomh an ualaigh san alt.
Fíor. 10.
Samhail tacaí agus hailt: féadann stiffness iarbhír na n-alt, socrú tacaí, imréitigh, cuimilte, lochtanna agus ord cóimeála dáileadh na bhfórsaí a athrú i gcomparáid leis an múnla idéalach. Ní mór toimhdí a mheaitseáil le sonraí tógála agus iad a sheiceáil do gach céim ábhartha.
Trí bhogha comhpháirteacha
Ag luchtú treallach an áirse ar thrí alt, is féidir imoibrithe na dtacaíochtaí a chinneadh go grafach. Toradh R1 d’fhórsaí gníomhacha atá de réir fig. Caithfidh 11 gníomhú ar an pláta clé a bheith ar comhardú leis an imoibriú Kb1, a gcaithfidh a líne ionsaithe dul tríd an alt g, agus an t-imoibriú Ka1. Ar an mbealach céanna, tá Ka2 agus Kb2, mar gheall ar R2. Le gníomh comhuaineach faightear R1 agus R2 trí dhíláithriú comhthreomhar agus cruachta fórsaí imoibrithe deiridh Ka agus Kb agus brú ailt G.
Fig.11.
Leis an réiteach anailíseach, tá sé áisiúil an ríomh a dhéanamh go háirithe le haghaidh cothrománach agus go háirithe le haghaidh ualaí ingearacha.
Ualach cothrománach
An t-ualach cothrománach i bhfíor.12is cúis le frithghníomhartha
Fig.12.
áit a bhfuil C agus D na comhpháirteanna imoibriúcháin sa treo a cheanglaíonn na pointí a agus b. ∑H = C*cos_a_ – D_cos_a + ∑W =0. Is iad na fórsaí lomadh atá i bhfeidhm ná:
Ni = -Asin__φ__i – Ccos(φ__i-a) – Wmcos__φ__i_,_
Qi = +Acos__φ__i – Csin(φ__i-a) – Wmsin__φ__i,
Mi = A__x__i _– Ccosa*_y__i – Wm(hi-hm).
Ualach ingearach
Ualach ingearach an áirse ar na trí hailt i bhfíor.13is cúis le frithghníomhartha A0agus B0, atá comhionann le himoibrithe léas simplí réise l, agus an sá chothrománach C=cosa = Dcosa = H = Mg0/f (1), áit a bhfuil Mg0 nóiméad ar léas simplí i roinn g. Le comhpháirteanna ingearacha C agus D is iad A = A na comhpháirteanna ingearacha deiridh den imoibrithe0 + H_tg_a; B = B0 – H_tg_a. Más parabóil chearnógach í ais an áirse, yi = f xi x’i/la lb, ansin i gcás ualach iomlán roinnte go cothrom g t/m (Fíor.14) Mi=0, Qi=0.
Fig.13.
Fig.14.
Línte tionchair
Tá línte tionchair do na himoibrithe A0 agus B0 mar an gcéanna le línte tionchair léasa shimplí. Faightear an líne tionchair don sá chothrománach H de réir na cothromóide (1) ón líne tionchair don nóiméad Mg0 den léas simplí, fig. 15. Is éard atá sa líne tionchair don mhóimint lúbthachta Mi ná na línte tionchair le Mi0 agus H, áit a iolraítear an dara ceann faoi \ -yi. Tá an dá líne tionchair seo forshuite ar an ab’ díreach mar líne nialasach, as a dtarraingítear na codanna aa’ = xi agus bb’ = -lb yi/f. Léiríonn an difríocht a léiríonn an t-aistriú ai’g’b an líne tionchair deiridh do Mi. Faightear an roinnteoir nó pointe nialasach na líne tionchair a fhreagraíonn do phríomh-chuaille an phláta ig trí na línte ai agus bg a thrasnú. Is féidir é a úsáid freisin chun an líne tionchair a thógáil, áit a dtugtar léas simplí réise a – n isteach. I gcás áirse a bhfuil a ais ina parabóil cearnach, ní bhíonn an t-ualach a dháileadh go cothrom ina chúis le chuimhneacháin lúbthachta, mar sin ní mór achar iomlán na líne tionchair a bheith comhionann le nialas.
Fíor. 15.
I bhfíor. Fuarthas línte tionchair 16 do Qi agus Ni trí fhorshuíomh comhfhreagrach línte tionchair do Qi0 agus H. Maidir le ab’ mar an líne nialasach, is línte tionchair an léasa shimplí an dá líne tionchair sa chás seo. Chun línte tionchair a thógáil nó a rialú, is féidir na codanna nQ agus nN den líne bg agus an líne a tharraingítear trí a comhthreomhar a úsáid anseo, faoi seach. normalach don tadhlaí a fhorluíonn an uillinn φ__i leis an gcothromán. I gcás áirse parabolic le trí alt, ní mór achar iomlán na líne tionchair don fhórsa trasnaí a bheith cothrom le nialas.
Fíor. 16.
Arsaí agus sá cothrománach: tá suíomh na n-alt, céimseata na haise, stiffness an bhunsraithe agus glacadh le frithghníomhartha cothrománacha ríthábhachtach d’iompar an chórais. Féadfaidh athrú ar an gcéim tacaíochta, teannas, hanger nó gléasta sreabhadh na bhfórsaí a athrú; ní leor líníocht idéalaithe go stairiúil chun é a chur i gcrích nó a athshlánú.
Áirse stiffened le bhíoma agus crochta lúibín
Ualach ingearach
Imoibrithe ingearacha le linn luchtú ingearach plátaí dochta de thacaí áirse arna chinneadh go statach stiffened le bhíoma, tacaí crochta agus áirsí ar thrí alt agus teannas i bhFíor.17faightear a go f ó chothromóidí A0 =1/l * ∑Pnbn agus B0 =1/l * ∑Pnan nuair a chuirtear A do chórais a agus d_0 = A+K’‘l, B0 = B+K’’r agus do chórais eile A = A0, B=B0. Cinntear frithghníomhartha A agus B do chórais a agus d ansin ó:
A = A0 - K’’l = A0 – H(tgal-tg__δ)
B = B0 – K’’r = B0 – H(tgar+tg_δ)
Fig.17.
I gcás córais a, d, e agus f, is é C= an t-imoibriú cothrománach0, agus don chóras b is E=0. Tá sá cothrománach, nó teannas cothrománach H an chórais a go d, comhpháirt chothrománach an fhórsa i stua an chórais e agus an fórsa i dteannas an chórais f bunaithe ar an gcothromóid (1). Tá forbhreathnú sa tábla seo a leanas ar imoibrithe tacaí agus fórsaí i slata Sn agus Zn do chórais aonair.
Ualach cothrománach
Má fheidhmíonn fórsa cothrománach W ar na plátaí fad c ón alt g (fig.17agus e) frithghníomhartha tacaí a chuireann sé faoi deara ná:
Línte tionchair
Faightear na línte tionchair le haghaidh na bhfórsaí lomadh bunaithe ar na cosúlachtaí in iompar na gcóras seo agus áirse simplí trí-insí. Le haghaidh áirse bata le bhíoma stiffening faoin áirse (bhíoma Langer) i bhfíor.18Taispeántar línte tionchair le haghaidh U2, D4 agus L4. Fórsa sa bhata _U2Faightear _ ón bpointe pointe2crios uachtair: U2 = M2/h. Ón riocht ∑V=0faighimid D4 = Q40/sin__φ – Mg0/f sin4/mac__φ. Chomh maith leis sin ón riocht ∑V=0seo a leanas (ualach ar an crios íochtair) L4 = -Q50+ Mg0/f * sin4.
Fig.18.
Má tá na nóid de áirse trí-jointed le bhíoma stiffening soladach (fig.19) luíonn sé ar pharabóil chearnógach agus má luíonn an t-alt in ais an léasa, ansin faoi ualach atá roinnte go cothrom g t/m is iad na móimintí lúbthachta ná M=0in áiteanna crochaire, agus M=g__λ__2/8i lár na páirce idir na hangers.
Fig.19.
Hangers, tensioners agus stiffeners: féadann na heilimintí seo agus a gceangail a bheith íogair d’easpa neamhfhoirfeachtaí, strusanna tánaisteacha, tuirse, creimeadh, cailliúint réamhstrus agus coinníollacha tionóil. Ní dhéantar iad a athsholáthar, a ghéarú nó a bhaint gan tionscadal stáit sealadach agus deiridh.
Tacaíochtaí fráma
Fig.20.
Sl.20taispeántar an léaráid mhóimint de fhráma trí insí le crochóga agus girders ar crochadh mar gheall ar ualach iomlán dáilte go cothrom. Faightear an líne tionchair don nóiméad Me bunaithe ar an slonn Me=-Hh + Mk, trí líne tionchair a fhorshuí don sá chothrománach H (leis an iolraitheoir \ -h) agus don mhóimint lúbthachta Mk ar an mbarra.
I gcás luchtú neamhshiméadrach ar thacaí siméadracha, is minic is féidir an ríomh a shimpliú tríd an ualach a roinnt ina luchtú siméadrach agus frithshiméadrach, fig.21. Tá sé seo fíor go háirithe maidir leis na tacaí fráma i bhfíor.22agus23, a léiríonn na léaráidí nóiméad mar gheall ar an bhfórsa comhchruinnithe ag pointe treallach den tacaíocht uachtarach. Is féidir an t-ualach cothrománach ag airde an ghiúis a thuiscint mar fhrithmhéadrach. Ós rud é gur féidir ualach cothrománach an fho-strut a mheas mar ualach fíorúil chun díláithrithe cothrománacha an fho-strut a ríomh, is féidir é a thabhairt i gcrích láithreach ó na dromchlaí nóiméad ar a bhfuil an taobh a ghluaiseann an fo-strut le linn an ualaigh ingearach. Faightear na díláithrithe seo trí stáit chothromaíochta fhrithmhéadracha a chomhcheangal. Dá bhrí sin, do na cásanna i bhfíor.22agus23bogann an líne faoi ar dheis.
Fig.21.
Fig.22.
Fig.23.
Frámaí agus díláithriúcháin: ní chuirtear deireadh le conclúid threo an díláithrithe ó léaráid idéalaithe in ionad seiceáil dífhoirmithe, éifeachtaí dara ord, cobhsaíocht, righin na n-alt, na bunsraitheanna agus na n-eilimintí neamhiompartha. Déantar na stáit teorann ualachiompartha agus inseirbhíse a sheiceáil ar an tsamhail iomlán.
Greillí spáis
Fig.24.
cruinneachán Schwedler (fig.24) agus pirimid greille hemmed (Fig.25), mar chás speisialta de chruinneachán Schwedler\ áit nach bhfuil aon sosanna sna fadlínte, le hurláir m agus n taobhanna, comhdhéanta de m*n slata fadlíne S, (m+1)n slata fáinní R agus m*n slata trasnánacha D. Mar líon na nóid k=(m+1) déantar tacaíocht n a chinneadh go statach nuair a bhíonn líon na dtacaíochtaí a =3k-s =2n, is é sin nuair a thacaítear le gach bonn den téama ar lárlíne líneach domhantarraingthe le tacaíocht ingearach agus cothrománach. Má thiteann slata an fháinne íochtair amach, tá gá le imthacaí seasta le trí thaca i ngach rinn. Ba cheart inúsáidteacht socrú na dtacaíochtaí cothrománacha a scrúdú. Na treoracha tacaíochta i bhfíor.26roghnaithe go mícheart toisc gur féidir plean cuaille neamh-contrártha a tharraingt.
Fig.25.
Is féidir trapezoidí a fhoirmítear le slata fhadlíne agus slata fáinne a ghéarú le K-líonadh. Ba cheart na nóid mar thoradh air sin a mheas mar nóid de laitíse cothrom. Ní féidir ualaí a aistriú ach trí phríomhnóid. Déanfar an t-ualach ingearach P a ionsaíonn an nód a dhianscaoileadh ina chomhpháirt _Ks=Ps/_λ i dtreo na fadlíne agus ina chomhpháirt chothrománach _H=Pa/_λ. Déantar an comhpháirt chothrománach a dhianscaoileadh tuilleadh ina chomhpháirteanna i dtreo na slata fáinne _Kl=Hc/a=Pc/λ _i Kr=Hb/a=Pb/λ.
Ar an mbealach céanna, déantar na comhpháirteanna Kl agus Kr den fhórsa cothrománach treallach W a chinneadh, ionas go mbeidh an scéim ualaigh a thaispeántar i bhfíor.27. Ní thaispeántar comhpháirteanna X i dtreo na slata fhadlíne sa phictiúr.
Fig.26agus27, faoi seach.
Nuair a bhíonn an tacaíocht agus an t-ualach P siméadrach go timthriallach, tá na fórsaí Kl cothrom leis na fórsaí Kr, mar sin ní chuirtear béim ar na trasnáin agus is iad na fórsaí sna slata fadlíne:
_S1= -P1s/_λ; S2= -(p1+P2)s/λ; S3= -(p1+P2+P3)s/λ
agus i slata an fháinne:
_Ri = Pib/_λ
Is féidir cruinneachán Schwedler a ríomh ar an mbealach céanna nuair a thuigtear gach urlár mar phirimid laitíse. Seachas na fórsaí gníomhacha P agus W, ba cheart na fórsaí sna slata S agus D den urlár uachtarach a thabhairt isteach ansin mar fhórsaí seachtracha, faoi seach. a gcomhpháirteanna i dtreo an tslat fhadlíne agus na slata fáinne. Cé nach mothaítear tionchar fórsa tiubhaithe amháin sa phirimid laitíse ach amháin i slata dhá phláta cóngaracha, i gcás cruinneachán Schwedler, leathnaíonn a thionchar go líon i bhfad níos mó slata. I bhfíor.24marcáiltear na slata a bhfuil strus orthu mar gheall ar an bhfórsa P san fháinne rinn.
Trussanna agus cruinneacháin spásúla: braitheann cobhsaíocht na gcóras seo ar oibriú spásúil, ar thacaíocht, ar neamhfhoirfeachtaí geoiméadracha, ar slata a bheith ag búclaíl, ar stiffness na nóid, ar chomhlíonadh sealadach agus ar sheicheamh an chomhthionóil. Ní chruthaíonn sceitse cothrom nó cothromóid aonair cobhsaíocht dhomhanda, cúlchiste ualachiompartha ná sábháilteacht le linn ardaithe.