Mikilvæg tækni- og öryggisathugasemd: Þetta er fræðslutexti í geymslu, ekki kyrrstæður útreikningar, byggingarhönnun eða frammistöðuhandbók. Formúlur, stuðningslíkön og teikningar voru fluttar úr upprunalegu efni án faglegrar sannprófunar eða aðlögunar að regluverki dagsins í dag. Burðargeta, stöðugleiki, álag, efni, samskeyti og undirstaða fyrir tiltekinn hlut skal ákvarðaður af löggiltum byggingarverkfræðingi út frá gildandi stöðlum, jarðtæknilegum gögnum og raunverulegu ástandi mannvirkis. Myndirnar eru fræðandi og tákna ekki staðfest verkefni Savo Kusić.
Fastir útreikningar og hönnun stoðvirkja eru ekki hluti af nýju almennu tilboði félagsins. Núverandi framleiðsluáhersla samanstendur af viðargluggum, viðar-ál gluggar og sérsniðnar hurðir. Fyrir tiltekið glugga- eða hurðaverkefni er hægt að senda beiðni um tilboð.
Uppbygging og skipting flutningsaðila
Stuðningsþættir: innri og ytri stöðugleiki
Flutningsþættirnir eru:
Einfaldar stangir sem geta aðeins sent frá sér tog- eða þrýstikrafta þar sem árásarlínan fellur saman við ás stangarinnar. Þetta krefst þess að stangirnar í hnútunum séu bundnar með núningslausum liðum og að utanaðkomandi kraftar ráðist á hnútana. Stuðningur sem samanstanda eingöngu af einföldum stöfum eru kallaðar burðarstólar.
Pinnar sem þola beygju - geislar - geta sent frá sér bæði krafta þar sem árásarlínur falla saman við ás stangarinnar, og krafta sem árásarlínur eru samsíða ás stangarinnar eða hallast að honum af geðþótta. Geislar fá eðlilega krafta, þverkrafta, beygjukrafta og í viðkomandi tilviki snúningskrafta. Þeir sem eru í hnútum er hægt að binda með lamir eða með stífum hornum.
Stuðningar og klemmur koma í veg fyrir að stuðningurinn hreyfist í átt að föstum stöðum í flugvélinni eða rýminu. Hver stuðningur er fær um að senda kraft í ákveðna átt sem fer í gegnum upphengda hnútinn. Ef það er aðeins einn stuðningur í studda hnútnum - stuðningspunktur - er það kallað hreyfanleg legur á staðbundnum stuðningi. Ef hnúturinn er studdur af tveimur stoðum, er hann kallaður óhreyfanlegt rúm af flatri stoð, eða geimburðarlínurúmi. Kyrrstæða rúm rýmisstuðningsins þarfnast þriggja stuðnings.
Hver klemma á beygjuþolinni stöng getur sent frá sér klemmablik sem liggur í ákveðnu plani. Í flestum tilfellum er óhreyfanleg legur tengdur við klemmuna þannig að ef um flata burð er að ræða eru tvær stoðir og ein klemma og þegar um er að ræða rýmisstuðning eru þrjár stoðir og þrjár klemmur. Hreyfingar og snúningar af ákveðinni stærð geta átt sér stað á stöðum þar sem stuðningur og klemmur eru.
Nauðsynlegur fjöldi þátta fyrir stöðugleika stuðningsins er fengin frá skilyrðum fyrir innri og ytri stöðugleika. Stuðningurinn er innbyrðis stöðugur þegar staðsetning hnúta stuðningsins er tryggð á milli herbergja með nægilega mörgum stöngum þannig að aðeins sé hægt að breyta henni þegar sumar eða allar stangirnar breyta lengd. Innri stöðugur flatur stuðningur er kallaður stíf plata. Stuðningurinn er að utan eða alveg stöðugur þegar millistaða hnúðanna og staðsetning þeirra í samræmi við fasta punkta flugvélarinnar eða rýmis getur aðeins breyst að því marki sem breytingarnar eru á lengd stanganna, hreyfingu stuðninganna eða snúning klemmunnar.
Flatar sviga
Lágmarksfjöldi stanga sem krafist er fyrir innri stöðugleika og lágmarksfjöldi stanga og stoða sem krafist er fyrir ytri stöðugleika truss með s stöngum, a stoðum og k hnútum er:
s =2k –3
s + a =2k, (3 ≤ a)
Fyrsta skilyrðið er uppfyllt þegar burðurinn er myndaður frá einni stöng með því að tengja fleiri hnúta með tveimur stöngum hvorum, þar sem stangirnar sem einn hnútur er tengdur við mega ekki liggja á sömu beinu línu.
Krappi með s1 einföld prik, s2 stangir sem þola beygju, e stíf horn, a1 styður, a2 klípur og k hnútar eru innri, eða ytra stöðugar þegar:
s1+ s2+ e ≥ 2k –3
s1+ s2+ e + a1+ a2 ≥2k, (a=a1+ a2≥3)
Sl.1
Hvert stíft horn er hægt að skipta út fyrir einfalda stöng. Ef í einum hnút i eru stíftengdir hver við aðra, þá er fjöldi stífra horna í þeim hnút i-1. Þegar framlengingar stanganna (leikjatölvanna) eru taldar sem stangir, ætti að telja lausu endana sem hnúta. Krappin á mynd.1með s1=9, s2=7, e=5(merkt á mynd) og k=12að innan er það stöðugt. Þegar stíf horn4og5skiptum því út fyrir samskeyti og einfaldar stangir, sem eru merktar með brotnum línum á myndinni, svo s1=11, s2=7, e=3, en fjöldi hnúta helst óbreyttur.
Sl.2og i2b
Ef í einni stuðningi með tilskildum lágmarksfjölda stuðnings er skipt út einstaka stangir eða stíf horn fyrir stuðning eða klemmur, tapar stuðningurinn innri stöðugleika, mynd.2a, b. Fyrir slíkar stoðir eru aðrir möguleikar á því hvernig hægt er að prófa stöðugleika. Ef p er fjöldi stífra plötur burðarins án innri stöðugleika, en það skal tekið fram að ein einföld stöng eða stöng sem er ónæm fyrir beygju uppfyllir skilyrði innri stöðugleika og má skilja sem stífa plötu, og ef z er fjöldi víxlverkunar í samskeytum krefst ytri stöðugleiki að: _ _ + z3p. Fjöldi millihvarfa í samskeyti sem platan er fest í (mynd.3,4,5) er z=2(_og-_1).
Sl.3og4, í sömu röð
Sl.5
Ramminn á mynd.6er sex sinnum statískt óákveðið. Ef yfirhangin, sem hafa engin áhrif á hversu óákveðin kyrrstaða er, eru talin sem stangir, ætti einnig að taka tillit til stífu hornanna sem þau eru fest við kerfið með og lausu enda yfirhengjanna teljast sem hnúta (s=7, e=6, a=9, k=8). Fyrir þessar tegundir stuðnings er viðeigandi form skilyrði til að prófa innri og ytri stöðugleika:
3_s_ ≥3k-3;3s+a ≥3k, (a≥3).
Á sama tíma má ekki telja sendingar sem prik. Oft, í slíkum tilfellum, er fljótlegasta leiðin til að komast að niðurstöðu um hversu stöðugt óákveðið stuðningur er með því að klippa stangirnar eða útiloka kyrrstætt magn þar til eflaust stöðugur, kyrrstæður ákvarðaður stuðningur er eftir. Með þeim þremur hlutum sem tilgreindir eru á mynd.7þrír kyrrstöðustærðir (eðlilegur kraftur, þverkraftur, beygjukraftur) eru útilokaðir.
Ef í einu n0-föld kyrrstöðu óákveðin flöt grind allar stangirnar í hnútunum eru stíftengdar, stig kyrrstöðuóákvörðunar er
n = n0+2s – k.
Mynd. 6
Sl.7
Stuðningur fyrir rými
Lágmarksfjöldi stuðnings fyrir landnet er a=6. Eftirfarandi skilyrði gilda um innri og ytri stöðugleika:
s ≥3k –6; s + a ≥3k, (a≥6).
Skilyrði fyrir innri stöðugleika er uppfyllt þegar frá einni þríhyrningslaga plötu eru frekari hnútar í rýminu bundnir með þremur stöfum hver, sem mega ekki liggja í einu plani. Þannig verður til rýmisnet af fyrstu gerð, sem einkennist af því að það inniheldur alltaf að minnsta kosti einn hnút þar sem aðeins þrjár stangir eru bundnar og að það heldur þessum eiginleika jafnvel þegar sá hnútur með samsvarandi stöfum er fjarlægður.
Ennfremur er hægt að mynda rýmisnet með því að tengja þríhyrningslaga plötur þannig að tvær og tvær plötur eru tengdar með sex stöfum, þar sem hver hnútur er tengdur við aðliggjandi plötur með tveimur stöfum hvor. Hægt er að tengja tvær plötur eða tvær innri stöðugar rýmisnet með einni samskeyti og þremur stöngum sem fara ekki í gegnum þann samskeyti. Að lokum er hægt að tengja við þrjár þríhyrningslaga plötur12af prikum og það með pó4stöng á milli hverrar plötu. Fyrir innri, eða ytri stöðugleika staðbundinna stoða þar sem allar stangir eru stíft bundnar við beygju og snúning, verður að uppfylla skilyrðin
6s ≥6(k-1);6s + a ≥6k
Þess vegna er burðarefnið á mynd.8er24tímar óákveðnir í kyrrstöðu, sem eins og áður er auðveldast að sannreyna þegar fjórar láréttar stangir eru skornar og þannig eru sex óþekktir útilokaðir í hverri skurði (1eðlilegur kraftur,2þverkraftar,2 mbeygja ument og1snúningsstund). Ef við fjarlægjum f tengingar með því að setja samskeyti í stangir eða tengingar þeirra, þá eru stöðugleikaskilyrðin:
6s – f ≥6(k-1);6s – f + a ≥6k.
Sl. 8
Álag og viðbrögð: truflanir verkefni
Ef um flatar stoðir er að ræða verða ytri kraftarnir að liggja í plani stoðarinnar, ef um staðbundnar stoðir er að ræða geta þeir haft handahófskennda stöðu. Í trussum er gert ráð fyrir að álagið ráðist á hnútana.
Virkir kraftar valda mótstöðu ytri þátta, viðbrögðum stuðnings C í stoðum og klemma augnablikum E í klípum. Viðnám innri þátta stoðarinnar - þversniðskraftanna - eru: áskraftar S í einföldum stöfum; í stöngum sem þola beygju- og snúningskrafta N, beygjukrafta M, snúnings- og snúningskrafta T og þverkrafta Q. Viðnám frumefna getur einnig valdið breytingum á hitastigi og losun á stoðunum.
Mál einstakra þátta og ákvarða spennu sem birtast í þeim er verkefni efnisþols. Þegar kyrrstöðugildin eru ákvörðuð er notað efni aðeins mikilvægt að því marki sem varanlegt álag er háð því. Aðrir eiginleikar efnisins eru aðeins teknir með í reikninginn þegar kemur að áhrifum stuðningshreyfingar eða hitabreytinga (rýrnun, flæði) eða þegar reikna þarf út aflögun. Almennt á að prófa rimla fyrir ýmis álagstilvik sem þurfa ekki að eiga sér stað samtímis (varanlegt álag, nytjaálag, vindálag, snjóálag). Að því gefnu að teygjanlegar aflöganir séu svo litlar að hægt sé að horfa fram hjá þeim miðað við stærð kerfisins - og það er venjulega raunin - gildir meginreglan um yfirlagningu, en samkvæmt henni má skoða einstök álagstilvik og önnur áhrif sérstaklega og reiknuð gildi fyrir kyrrstöðu- eða rúmfræðilegar stærðir leggja saman, með ákveðinni leiðréttingu á gildunum með varanlegum og breytilegum öryggisstuðlum eða hlutföllum. óhagstæð).
Statískt ákvarðaður stuðningur
Óþekktar og tiltækar jöfnur
Í kyrrstöðuákvörðuðu grindinni eru a viðbrögð stoðanna og s áskrafta óþekkt, ákvörðun þeirra er tiltæk þegar grindin hefur k hnúta2_k_ jafna (∑X=0og ∑Y=0) í flugvélinni i3k jafna í rúmi. Í flatri stuðningi er hægt að minnka óþekkt í s1 áskraftar einfaldra stanga, s2 eðlilegir kraftar stanga sem þola beygju, e beygjustundir í stífum hornum, a1 viðbrögð stuðningsmanna og a2 klemmustundir. Þverkraftarnir ættu að vera ákvarðaðir út frá augnablikum á endum stanganna og ytri krafta sem verka á milli hnútanna. Í hnút þar sem i stíftengdar stangir byrja að nálægum hnútum, er nóg að vita i-1 mument - sem samsvarar fjölda stífra horna - vegna þess að til að ákvarða annað óþekkt augnablik í hverjum slíkum hnút er jafnvægisskilyrði ∑M=0. Til að ákvarða s1 + s2 + e + a1 + a2 óþekkt enn2_k_ jafnvægisskilyrði.
Skilyrði fyrir jafnvægi ytri krafta á flötum stoðum
Viðbrögð plötustoða sem hvíla á einni fastri og einu hreyfanlegu legu (mynd.9) eru fengnar á myndrænan hátt með kraftmarghyrningum. Árásarlína afls B er þekkt og hefur stuðningsstefnu á þeim stað og árásarlína afls Ka verður að fara í gegnum skurðpunkt krafta B og P. Hún er reiknuð út frá skilyrðinu Ma =0, H =0og Mb =0ákvarðast smám saman af kraftunum B, C og A. Platan hvílir á þremur færanlegum legum (mynd.10) er aðeins rétt þegar viðbragðslínurnar skerast ekki á einum stað. Viðbrögð eru ákvörðuð með myndrænum hætti með kraftmarghyrningum eða með því að reikna með augnabliksjöfnum miðað við punktana þar sem tvær og tvær árásarlínur af krafti skerast.
Sl.9
Mynd. 10
Ef um er að ræða statískt ákveðnar stoðir án innri stöðugleika, auk skilyrða fyrir jafnvægi ytri krafta í heild, eru einnig kynntar aðstæður fyrir samskeyti sem lýsa kröfunni um að samskeytin geti ekki tekið við beygjumótum. Þess vegna fer árásarlínan Ka á þriggja lama rammanum á mynd 11 mora í gegnum samskeytin g, og hægri platan getur aðeins verið í jafnvægi þegar kraftarnir þrír sem verka á hana (P, Kb og kraftur í samskeyti = Ka) skerast í einum punkti. Til þess að fá jafnvægisskilyrði sem innihalda aðeins eitt óþekkt hvert, er þægilegt að reikna með lóðréttum þáttum efnahvarfa A og B og þátta C og D eftir línunni sem tengir stoðpunktana. Út frá skilyrðunum Mb = 0 og Ma = 0 eru kraftar A og B fengnir, og út frá skilyrðinu fyrir samskeyti Mg = 0, fyrir krafta sem ráðast á vinstri plötu, er kraftur C fengin, og fyrir krafta á hægri plötu, kraftur D. Á svipaðan hátt eru viðbrögð myndgrindarinnar ákveðin í rammaviðbrögðum. 12. Fyrir álagið sem gefið er upp hér er fljótlegasta leiðin til að fá niðurstöðuna myndrænt. Krappi með samskeytum samkvæmt mynd. 13. Láréttu hlutar ytri kraftanna sem ráðast á stuðninginn eru mótteknir af kyrrstöðu rúminu, krafturinn F er fenginn frá ∑H=0. Plata II hvílir á punktum g1 og g2 á plötum I og III og diskur IV á g3 á III. Lóðréttu kraftarnir í samskeytum G1, G2, G3 og hvarfið E eru ákvörðuð út frá jafnvægisástandi plötunnar II eða IV og síðan eru _C viðbrögðin B_A, _C og B_A, skref fyrir skref. ákveðin.
Mynd. 11 og 12, í sömu röð
Mynd. 13
Ákvörðun á innri kyrrstöðustærðum
Áskraftar S einfaldra stanga eru að jafnaði álitnir jákvæðir þegar þeir eru togkraftar og neikvæðir þegar þeir eru þjöppunarkraftar. Á svipaðan hátt er merki normalkraftsins N í geislanum ákvarðað. Normalkrafturinn Ni í punktinum i er hluti sem er samsíða snertilinn við ás geislans í punktinum i útfallandi R allra krafta sem verka á geislann öðru megin við punktinn i. Þverkrafturinn Qi er hluti sem er hornréttur á ás stangarinnar í punktinum og hinn sami og resultantinn, og beygjukrafturinn Mi er andartak resultantsins (mynd 14). Ákvörðun á stærðum N, Q og M er gerð reglulega út frá einstökum kröftum og hlutum þeirra samsíða og hornrétt á ás stangarinnar án þess að ákvarða útkominn R. Samþykkt jákvæðra stefnu er sýnd á mynd. 15.
Mynd. 14 og 15, í sömu röð
Þar sem stuðningsviðbrögðin eru ákvörðuð með myndrænum hætti er hægt að ákvarða eðlilega krafta, beygjukrafta og þverkrafta út frá kraftmarghyrningnum og áætluninni þar sem kraftarnir eru gefnir út með stöðu. Til dæmis, í vinstri dálki þriggja lama rammans á mynd. 11 lóðréttur hluti kraftsins Ka er eðlilegur kraftur (neikvæð), lárétti hluti er þverkraftur (neikvæð), og Mi = Kari beygjukrafturinn, neikvætt þegar augnablik sem valda spennu að innan eru talin jákvæð.
Í hverjum hnút þar sem stangirnar eru hengdar, verða skilyrðin ∑X=0, ∑Y=0 að vera uppfyllt. Grid sem myndast á einfaldasta hátt - með því að tengja hnúta með tveimur stöfum hver - hafa alltaf að minnsta kosti einn hnút þar sem aðeins tvær stangir mætast. Með því að fjarlægja slíka hnúta er þessum eiginleika viðhaldið. Útreikninga á áskrafta í stöngum er hægt að framkvæma með því að leysa smám saman tvær jöfnur með tveimur óþekktum hvorum.
Myndræna lausnin er fengin með því að smíða kraftáætlun (Cremana áætlun) samkvæmt mynd. 16. Ytri kraftar P1 til P6 eru í jafnvægi. Kraftarnir í stöfunum Si eru ákvörðuð smám saman frá punktinum 1 og fara frá hnút til hnút í þeirri röð sem þeir eru merktir. Merking krafta er einnig gerð í þeirri röð sem þeir eru ákveðnir. Hver hnút samsvarar marghyrningi krafta með samfellda stefnu örva, þaðan sem merki kraftanna í stöfunum fylgja. Ef skurður er gerður í gegnum stuðninginn og ef á þeim stöðum þar sem stangirnar eru skornar eru kraftarnir sem verka í þær stangir beitt sem ytri kraftar, er hver hluti grindarinnar í jafnvægi. Á þessu er aðferð Culmann\ skráð, með því að ákvarða kraftinn í handahófskenndri stöng á myndrænan hátt óháð öðrum kröftum.
Mynd. 16
Í greiningarlausninni á vandamálinu við að setja jöfnur með einum óþekktum skiptir aðferð Ritter mestu máli. Grindurnar eru skornar þannig að þrír prik verða fyrir áhrifum af skurðinum. Kraftarnir í skurðarstöngunum eru beittir á hvern hluta trusssins sem spennukraftar, frá hnút til skurðar. Jafnvægisskilyrði gilda um hvern hluta grindarinnar. Skurðpunktur tveggja og tveggja skerandi stanga er augnablikspunkturinn þegar krafturinn í þriðju stönginni er ákvarðaður (punktur Ritter). Ef ri er fjarlægð kraftsins Si frá augnablikspunktinum i, og Mi er augnabliks virkra krafta og viðbragða stoðanna í tengslum við punktinn i, þá er krafturinn í stönginni gefinn með orðatiltækinu
Si = ± Mi/ri
Mynd. 17
Mynd. 18
Samkvæmt mynd. 17 og 18 kraftar í þversniðsstangir eru:
On = -Mn/rn; Un-1 = Mn-1/rn-1;
Dn = Md/rd; Ln = Mv/rv._
Þegar myndræna smíðin veitir ekki nægilega nákvæmni þarf að reikna út staðsetningu augnablikspunktanna d og v og vegalengdanna rd og rv. Til að reikna út krafta D og L henta eftirfarandi orðatiltæki betur, þar sem aðeins einkennandi punktar ristarinnar koma fram sem augnablikspunktar (mynd 19, 18):
D = (Mu/hu – M(o)/ho) * (d/λd), (35)
Ln = ± Ql ± (Mn tgβn + M’n tgγn)/hn.
Fyrir rist með samhliða beltum er hægt að fá kraftana D og L beint úr þverkraftinum:
D = Q/sin__φ_; L=__±Q_
Sl.19
Hreyfandi álags- og áhrifalínur
Ef burðurinn er hlaðinn með hreyfanlegu álagi, samþjappuðum kraftum í stöðugri fjarlægð á milli hvers annars, þá ætti að framkvæma prófanirnar á óhagstæðustu álagsstöðum. Fyrir einfaldan bjálka á tveimur stoðum er hægt að fá stærsta þverkraftinn Qmax með því að nota A-fjölhyrninginn og stærsta beygjukraftinn Mmax með því að nota keðjufjölhyrninginn fyrir kraftakerfið sem stuðningurinn hreyfist undir.
Þegar áhrifalína er ákvörðuð fyrir eitt kyrrstætt eða rúmfræðilegt magn og fyrir álagið Pm=1sem hreyfist meðfram hlaðnu belti burðarbúnaðarins, fyrir hverja hleðslustöðu er m beitt undir krafti, frá einni núlllínu, reiknaða gildið ηm af nauðsynlegri stærð. Línan sem tengir endapunkta þessara ordinata er áhrifslínan. Áhrifalínur fyrir beygjukraftinn Mi og þverkraftinn Qi í punkti i bjálkans sem studdur er við punktana a og b eru beinar línur ga og gb þar sem hlutar á lóðréttum stoðunum eru aa’ = xi (=M’i fyrir _A_1) og bb’ = x’i (=M’‘i fyrir B=1) (mynd.20). Áhrifslínan fyrir kraftinn A er gefin út af línunni gb, en línan á lóðrétta ásnum er a aa’=1.
Sl.20
Áhrifslínan fyrir hvert kyrrstætt magn kyrrstöðuákvörðuðs stuðnings samanstendur af beinum línum sem samsvara stífum plötum þvinguðu hreyfikeðjunnar sem myndast með því að útiloka umbeðið magn. Línur skerast lóðrétt í gegnum augnablikspunkta, eða í gegnum punktana þar sem plöturnar eru á hjörum. Svæðið sem afmarkast af núlllínunni, áhrifalínunni og tveimur ordinötum kallast áhrifasvæðið. deilirinn (núllpunktur áhrifalínu) skiptir jákvæðum og neikvæðum hluta áhrifafletsins.
Þar sem ηm táknar áhrif hreyfikraftsins Pm=1á umbeðnu magni Z er það Pmηm áhrif kraftsins Pm, en kraftakerfið P veldur áhrifum Z=∑Pη. Viðmiðunarmörk áhrifa maxZ og minZ verða fengin þegar hreyfanlegt kerfi tengdra samþjappaðra krafta er stillt þannig að stærstu kraftarnir eru margfaldaðir með stærstu ordinötunum. Þegar óhagstæðasta staðan er ekki þekkt með vissu þarf að reikna áhrif frá áhrifalínu hlið við hlið fyrir mismunandi álagsstöður (endurtekið ferli).
Fyrir að hluta til jafndreift álag er p t/m Z = _∫_p dx η = pF, þar sem F er merkt stærð viðkomandi hluta áhrifafletsins. Við hlutaálag af takmarkaðri lengd c og beina lögun áhrifalínu (mynd.58) álagið ætti að vera komið þannig fyrir að η1 = η2 (c1= cxi/l; c2= cx’i/l), þannig að við fáum Z = pc (ηi + η1)/2. Í óbeinum álagsflutningi er áhrifalínan á milli ordinötanna ηn og ηn+1 breytingar í beinni línu, mynd.21.
Sl.21