VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ. DOC. ING. ZDENĚK KALA, Ph.D. ING. JIŘÍ KALA, Ph.D. PRUŽNOST A PEVNOST MODUL BD02-M03
|
|
- Nikola Čechová
- před 7 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FKULT STVEBNÍ DOC. ING. ZDENĚK KL, Ph.D. ING. JIŘÍ KL, Ph.D. PRUŽNOST PEVNOST MODUL BD0-M0 SLOŽENÉ PŘÍPDY NMÁHÁNÍ PRUTU STBILIT VZPĚRNÁ PEVNOST TLČENÝCH PRUTŮ STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRMY S KOMBINOVNOU FORMOU STUDI
2 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Doc. Ing. Zdeněk Kala, Ph.D. Ing. Jiří Kala, Ph.D.
3 Obsah OBSH Úvod...5. Cíle...5. Požadované nalosti...5. Doba potřebná ke studiu Klíčová slova...5 Složené případ namáhání prutu...7. Prostorový ohb...8. Tah (tlak) a ohb v rovině...0. Mimostředný tah a tlak..... Jádro průřeu Dimenování prutů na kombinované namáhání... Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů.... Eulerovo řešení..... Vpěrná délka...4. Kritická síla a napětí...6. Pevnostní pojetí vpěru. Posouení prutů na vpěr Kombinace ohbu a vpěru Závěr Shrnutí Kontrolní oták Studijní pramen Senam použité literatur Senam doplňkové studijní literatur...48
4 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů 4
5 Úvod Úvod. Cíle Modul, který se chstáte studovat, obsahuje informace o případech složeného namáhání prutů a o stabilitě tlačených prutů. Kapitol modulu navaují na modul a. Cílem je shrnout obecná témata, která jsou tradiční součástí nauk o pružnosti, a posktnout učební text studentům distančního studia stavební fakult. Všem uživatelům budeme vděční a upoornění na případné chb a opomenutí v textu.. srpna 004 utoři. Požadované nalosti Student b měl mít ákladní nalosti teoretických předmětů (ejména matematik a fik) e střední škol, rošířené o nalosti teoretických předmětů prvního ročníku matematika I, matematika II a áklad stavební mechanik.. Doba potřebná ke studiu Celková optimální doba pro prostudování kapitol je, včetně opakování ákladních pojmů, 4 hodin. Taktéž studium kapitol činí cca 4 hodin. Celková doba pro prostudování modulu ted činí cca 0 hodin, pokud budete procháet i řešené příklad, pak se doba prodlouží asi o až 4 hodin..4 Klíčová slova Prostorový ohb, tah (tlak) a ohb v rovině, mimostředný tah a tlak, dimenování nosníků v případě složeného namáhání, jádro průřeu, stabilita, vpěr, Eulerovo řešení, kritická síla, kritické napětí, vpěrná délka, pevnostní pojetí vpěru, ohb se vpěrným tlakem. 5
6 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů 6
7 Složené případ namáhání prutu Složené případ namáhání prutu Složeným (kombinovaným) namáháním se roumějí růné kombinace dříve uvedených namáhání prutu (tah, tlak, ohb, krut, smk). Prut v prostoru může být namáhán třemi silovými a třemi momentovými složkami vnitřních sil. Obr. : Dílčí složk namáhání prutu TBULK N V, V SLOŽKY SIL Normálová síla (tah, tlak) Posouvající síl TBULK SLOŽKY MOMENTŮ M x M, M Krouticí moment Ohbové moment (rovinné ohb v rovinách x, x) Od složek N, M, M vnikají normálová napětí a od složek M x, V, V vnikají napětí smková τ. Z jednotlivých složek vnitřních sil můžeme sestavit celou řadu složených namáhání, nichž se nejčastěji vsktují následující: ) M + M - prostorový (šikmý) ohb ) N + M + M - tah (tlak) + ohb (rovinný či prostorový) Mimoto je někd třeba též ověřovat současné účink kroucení s tahem nebo tlakem a s ohbem. 7
8 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů ) M 0 + V - ohb a smk 4) M 0 + M x - ohb (rovinný, prostorový) + krut 5) N + M x - tah (tlak) + krut, kde M 0 je vektor ohbového momentu. Je řejmé, že kombinace ) a ) jsou kombinacemi, u kterých je výsledná napjatost jednoosá, atímco u bývajících případů jde o rovinnou napjatost. Platí, že u prvních dvou kombinací je možno složk napětí vájemně sčítat, atímco pro bývající kombinace je třeba vcháet příslušných teorií pružnosti a pevnosti. Pro řešení případů složeného namáhání používáme princip superpoice, který le však aplikovat jen tehd: ) platí-li Hookův ákon (fikální linearita) ) nemají-li deformace podstatný vliv na velikost statických veličin (geometrická linearita). Ponámka: Pokud neplatí první, druhá nebo obě podmínk nele princip superpoice uplatnit (např. při excentrickém tlaku prutů malé ohbové tuhosti).. Prostorový ohb K prostorovému ohbu docháí tehd, pokud vektor ohbového momentu M 0 leží v rovině průřeu, ale vhledem k hlavním centrálním osám, má obecnou polohu, vi obr.. Průhbová čára není rovinná křivka. Řešení prostorového ohbu provedeme tak, že vektor ohbového momentu roložíme do dvou složek M a M, které leží v hlavních centrálních osách průřeu,. Každý těchto momentů vvolává rovinný ohb. Prostorový ohb si můžeme představit jako superpoici dvou ohbů rovinných. V obecném bodě o souřadnicích, vvolává moment M napětí: a moment M vvolává napětí: M x = (.) I M x = (.) I Ponámka: Moment M a M se považují a kladné, vvolávají-li v. kvadrantu tahové napětí. Výsledné napětí v bodu o souřadnicích, bude mít pak velikost M M x = (.) I I Moment M se uvažuje jako kladný, pokud vvolává kladné napětí pro >0; moment M se uvažuje jako kladný, pokud vvolává kladné napětí pro <0. 8
9 Složené případ namáhání prutu Obr. : Průběh složek normálových napětí od prostorového ohbu Polohu neutrální os ískáme podmínk x = 0. Neutrální osa procháí těžištěm, neboť rovnice (.) je splněna při = 0, = 0. Sklon neutrální os úhel β je možno určit rovnice: M I I tg β, (.4) I = = = tg α M I kde je úhel a úhlem výsledného vektoru ohbového momentu. Jakmile náme polohu neutrální os, určíme od ní nejvíce vdálené vlákna, ve kterých je napětí extrémní; podle obr. jsou to vlákna a. Na rodíl od rovinného ohbu není neutrální osa shodná s momentovou osou. Obr. : Průběh výsledného normálového napětí po průřeu 9
10 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů. Tah (tlak) a ohb v rovině Působí-li síla kolmo k průřeu, ale mimo těžiště, vniká kombinované namáhání tahu (tlaku) a ohbu. Zabývejme se nejdříve případem tahu (tlaku) a rovinného ohbu, kd síla působí na jedné hlavních centrálních os. Řešení provedeme tak, že v těžišti připojíme sílu N N a N = N, vi obr. 4. Síl N a N tvoří dvojici, která namáhá prut čistým ohbem = N a. Síla N působí v těžišti a namáhá prut čistým tahem. Protože platí, že možno normálové napětí od prostého tahu určit dle vtahu: M N = N, je N x ( N ) = (.5) Normálové napětí od prostého tahu je konstantní po celém průřeu. Pro ohbové napětí platí: M N a x( M) = = (.6) I I Při řešení opět použijeme princip superpoice. Výsledné napětí pak je: Průběh napětí je obraen na obráku. N N a x = x( N ) + x( M) = + (.7) I Obr. 4: Průběh normálového napětí od tahu a ohbu v rovině Ponámka: Je patrné, že při kombinaci tahu (resp. tlaku) a ohbu se neutrální osa posune mimo těžiště průřeu. Polohu neutrální os dostaneme podmínk, že je v ní výsledné napětí nulové. 0
11 Složené případ namáhání prutu Příklad. Zadání Určete extrémní hodnot normálového napětí, vpočtěte polohu neutrální os a vkreslete průběh normálového napětí obdélníkového průřeu sloupu, vi obr.5. Obr. 5: Sloup obdélníkového průřeu atížený tlakovou silou Řešení Sloup je namáhán mimostředným tlakem, protože tlaková síla nepůsobí v těžišti. Nosník je atížen tlakovou silou N = 00 kn a ohbovým momentem M působícím v hlavní rovině x. M = N a = 00 kn 0,5 m = 45 knm Pro výpočet průběhu normálového napětí je třeba určit průřeové charakteristik, I : = 0, 0,5 = 0,5 m I = 0, 0,5 = 0,005 m 4 Polohu neutrální os dostaneme podmínk, že je v ní výsledné napětí nulové ,5 x = x 0,5 0,005 ( N ) + x( M) = + = 0
12 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Z této podmínk obdržíme polohu neutrální os = -0,9 m. Extrémní hodnot x jsou v bodech nejvíce vdálených od neutrální os, tj. na okrajích průřeu rovnoběžných s osou , ,5 0,005 x = x 6 ( N ) + x( M) = + 0,5m = 5, MPa , ,5 0,005 x = x 6 ( N ) + x( M) = + ( 0,5m) = +, MPa Obr. 6: Těleso normálového napětí Hodnota normálového napětí na obr. 6 ávisí poue na souřadnici, proto b stačilo nakreslit průběh napětí poue po výšce průřeu.. Mimostředný tah a tlak Uvažujme nní sílu, která působí kolmo k průřeu, ale neleží na žádné hlavní centrální ose. Podobně jako v předcháející kapitole převedeme případ připojením nulové síl, tj. dvou sil N = N a N = N v těžišti na namáhání tahem (resp. tlakem) a prostorového ohbu. Veškeré veličin pak plnou e superpoice vtahů pro osový tlak a prostorový ohb. Superpoicí napětí od tahu a prostorového ohbu obdržíme výra: N M M x = + (.8) I I Síla N je kladná, pokud v průřeu vvolává tahové napětí. Moment M se uvažuje jako kladný, pokud vvolává kladné napětí pro >0; moment M se uvažuje jako kladný, pokud vvolává kladné napětí pro <0.
13 Složené případ namáhání prutu Obr. 7: Průběh normálového napětí od mimostředného tahu Ohbové moment je možno vjádřit v ávislosti na mimostředně působící síle N. M = N, (.9) e kde e a e jsou složk excentricit; jako kladné se uvažují podle smslu os souřadnic. Vužijeme-li námých vtahů pro poloměr setrvačnosti i a i I I i =, i =, (.0) pak dosaením (.9) a (.0) do (.8) a úpravou dostáváme N N e ( N e ) e N = + = e + + x (.) i i i i b blo možno určit roložení napětí a jeho extrémní hodnot v průřeu, je třeba nejprve najít polohu neutrální os. V bodech, jimiž procháí neutrální osa, je napětí nulové. Nulovou hodnotu může mít poue ávorka, což vjádří podmínku: e e + + = 0 (.) i i Úsek, které neutrální osa vtíná na osách a onačené na obr. 7 jako n a n, je možno určit dosaením =0, resp. =0 do (.) a jsou rovn: n i i =, n = (.) e e Záporná naménka ukaují, že neutrální osa neprocháí kvadrantem, v němž leží působiště tahové (resp. tlakové) síl.
14 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Příklad. Zadání Sloup s průřeem podle obr. 8 je v bodě atížen tlakovou silou o velikosti F=00kN. Určete extrémní hodnot napětí a ověřte, da nepřekročí maximální dovolené hodnot: v tahu MPa a v tlaku 4MPa. Obr. 8: Geometrie a atížení sloupu Plocha průřeu má hodnotu: = 5000mm Průře je jednoose smetrický, což usnadňuje určení hlavních centrálních momentů setrvačnosti. Dále vjádříme poloměr setrvačnosti: i I I I = = mm mm = = = I i 5000 Složk excentricit vtažené k těžišti jsou: 4 = = = e = 00mm e = 00mm 895mm Polohu neutrální os určíme podmínk (.) jako: 5899mm i 5899 n = = = 589mm e 00 4
15 Složené případ namáhání prutu i 895 n = = = 9mm e 00 Obr. 9: Poloha neutrální os na průřeu Extrémní napětí budou v bodech nejvdálenějších od neutrální os průřeu. = N e e , 0, + + = + 0 i i 0,5 0,0895 0,05899 ( 0,8) + ( 0,45) =, MPa N e e , 0, = + + = 0, i i 0,5 0,0895 0,05899 ( 0,5) 0, MPa max = Obr. 0: Sklopený průmět průběhu normálového napětí Porovnáním obdržených napětí s meními dovolenými hodnotami posoudíme, da průře vhovuje, či nikoliv. = 0,4MPa MPa vhovuje max < =,0MPa 4MPa vhovuje < Vhledem k tomu, že maximální dovolené hodnot tahového a tlakového napětí nejsou překročen, průře na dané atížení vhovuje. 5
16 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů.. Jádro průřeu Některé stavební materiál (divo, beton apod.) mají pevnost v tahu podstatně nižší než v tlaku. Proto je u nich účelné, ab bl průře namáhán poue tlakovým napětím. Toho le při lineárním působení dosáhnout tehd, pokud neutrální osa probíhá mimo průře, maximálně se ho dotýká. Dotýká-li se neutrální osa právě obrsu průřeu a nikde jej neprotíná, působí síla na hranici oblasti, která se naývá jádrem průřeu. Definice Jádro průřeu je určitá oblast v okolí těžiště průřeu, v níž musí působit výslednice vnitřních sil, ab v celém průřeu vnikla normálová napětí téhož naménka. Jádro průřeu je vžd omeeno uavřenou křivkou tv. jádrovou čarou a ávisí poue na tvaru a velikosti průřeu. Působí-li kolmá síla kdekoli uvnitř jádra, pak v celém průřeu vnikají napětí stejného naménka. Jádrovou čáru ískáme tak, že klademe neutrální osu postupně do všech tečných poloh k obrsu průřeu, při nichž jej neprotíná ( kotálíme ji kolem průřeu). V rovnicích (.) představují úsek, které vtíná neutrální osa na souřadnicových osách (ted n a n ) veličin námé, dané volbou poloh neutrální os. Příslušné souřadnice jádrové čár jsou, excentricitami mšlené síl pohbující se po jádrové čáře. Postupnou volbou jednotlivých poloh neutrální os (,, j, ) obdržíme úsek j a j, které vtíná neutrální osa na osách souřadnic: j i i = e j =, j = ej = (.4) nj nj Na obr. jsou obraena jádra průřeu pro některé vbrané případ průřeů. Obr. a: Jádro průřeu ákladní případ průřeů 6
17 Složené případ namáhání prutu Obr. b: Jádro průřeu ákladní případ průřeů (pokrač.) Ponámka: S vužitím principu dualit je možno stran jádra průřeu také určit jako neutrální os k tlakovým centrům umístěným ve vrcholech obrsu průřeu C ij, vi obr.. Při hledání jádra průřeu je třeba doplnit nekonvexní průře na konvexní útvar (v konvexním útvaru le libovolné dva bod spojit úsečkou, jejíž všechn bod patří k tomuto útvaru), přičemž všechn průřeové charakteristik jsou počítán pro skutečný (tj. nedoplněný) průře. Obr. : Jádro průřeu neutrální os nekonvexního útvaru Konvexní útvar vužíváme pro určování poloh neutrálních os, ke kterým hledáme vrchol jádrového obrace, resp. při vužití dualit ke stanovení tlakových center, ke kterým hledáme neutrální os tvořící stran jádra průřeu. 7
18 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Příklad. Zadání Určete jádro obdélníkového průřeu, jehož šířka je b a výška h. Řešení Jádro průřeu určíme tak, že nejprve stanovíme souřadnice vrcholů jádra (příslušná tlaková centra) pro neutrální os v tečné poloe n, n, n, n 4 a tto pak spojíme úsečkou. Průřeové charakteristik jsou: = b h I I i i = = b h h b I = = = b h b h h b I = = = b h h b Neutrální osu n položíme do stran CD, takže na hlavních centrálních osách, vtíná úsek: n = n h = Obr. : Jádro obdélníkového průřeu 8
19 Složené případ namáhání prutu Dosaením do vtahu (.4) dostaneme souřadnice jádra: b i = e = = = n = e h = h 0 i = = + n h 6 Obdobně neutrální osu n položíme do stran B, takže na hlavních centrálních osách, vtíná úsek: n = h n = Dosaením do vtahu (.4) dostaneme souřadnice jádra: b i = e = = = n = e i = n h = h + 0 h = 6 Neutrální osa n - úsek D - vtíná na souřadných osách úsek b n = n = jsou souřadnice vrcholu jádra = e i = n b = b b = 6 i h = e = = = n 0 Pro neutrální osu n 4 - úsek BC, která vtíná na souřadných osách úsek n b = n =, jsou souřadnice vrcholu jádra 9
20 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů = e i = = n b = b b 6 i h = e = = = n 0 Jádrem obdélníka je ted kosočtverec, jehož vrchol leží na hlavních centrálních osách,. Příklad.4 Zadání Určete jádro plného kruhového průřeu o poloměru r. Řešení Kruhový průře je rotačně smetrický, což namená, že jádro průřeu bude mít rovněž tvar kruhu a k jeho určení stačí jediná jádrová úsečka. Průřeové charakteristik kruhového průřeu k ose procháející těžištěm jsou: I i = π = I r = π 4 4 r π r = 4 π r 4 I I r = i = = = 4 Obr. 4: Jádro kruhového průřeu 0
21 Složené případ namáhání prutu Neutrální osa n vtíná na osách, úsek: = = r n n Dosaením do vtahu (.4) dostaneme souřadnice jádra: i r = 4 = e = = n 0 = e i r = 4 r = = + n r 4 Jádrem kruhového průřeu je kruh o poloměru 4 r... Dimenování prutů na kombinované namáhání Kombinovanými případ namáhání jsou velice často atížen prut představující nosné části stavební konstrukce. Proto se jejich posouení věnuje poornost v příslušných návrhových normách. Kombinovaná namáhání le rodělit do dvou ákladních skupin podle tpu napjatosti:. skupina: Jedná se o prut namáhaný osovou silou i ohbovými moment (k jedné nebo oběma hlavním osám setrvačnosti), který vkauje především normálové napětí ve směru rovnoběžném s osou prutu. Toto napětí se pro růné případ kombinací výše míněných ákladních případů atížení (a jim odpovídajících vnitřních sil N, M, M ) liší průběhem hodnot po ploše všetřovaného průřeu. Spojnice hodnot napětí všetřovaného průřeu vžd tvoří rovinu. Pro jednoosou napjatost je podmínku porušení možno formulovat ve tvaru: max u, (.5) kde max představuje maximální hodnotu normálového atížení x ve směru os nosníku vsktujícího se na posuovaném prutu a u představuje limitní napětí daného materiálu na hranici platnosti Hookova ákona. Pro ocel je tato hodnota vjádřena meí kluu f. U betonu musíme mít na paměti, že vtah popsané v této kapitole platí při pružném chování materiálu, tj. v průřeu nesmí vnikat trhlin.. skupina: Jestliže je stav napjatosti tělesa víceosý, je třeba formulovat kritéria pro porušení nebo plastiování materiálu obecněji. Budeme uvažovat materiál, jehož charakteristik při jednoosé napjatosti v tahu a v tlaku jsou v absolutní hodnotě shodné (me kluu f a me pevnosti f u ) a formulujme pro ně lokální podmínku plasticit ve tvaru: (, ) 0,, F (.6)
22 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů kde,, jsou hlavní napětí v uvažovaném bodu. Hledáme takový vtah mei stavem napjatosti v bodu a meí kluu při jednoosém tahu f, který definuje okamžik plastiování tělesa v daném bodu. Dobrou shodu se skutečností (např. u oceli a u jiných kovů) prokáala tv. Misesova podmínka plasticit, která bla formulována neávisle Huberem, von Misesem a Henckm (odtud náev HMH) a dalšími autor na ákladě růných hpoté. Všechn hpoté vedou ke stejné podmínce: F ( ) + ( ) + ( ) f 0 (.7) = Tento vtah platí pro obecnou prostorovou napjatost. V případě rovinné napjatosti můžeme podmínku napjatosti apsat ve tvaru: F = + f 0 (.8) Tato podmínka je náorněna na obr.5 oblastí omeenou elipsou; při F < 0 je náorňující bod uvnitř ašrafované oblasti; při F = 0 je na jejím obrsu (dojde ke plastiování). Stav F > 0 je u materiálu be pevnění nemožný. Obr. 5: Misesova podmínka plasticit (rovinná napjatost) Pokud do rovnice (.8) dosadíme hodnot hlavních napětí ; rovnice (.9): ( x + ) x, = ± + τ x (.9)
23 Složené případ namáhání prutu Obr. 6: Daná napětí Obr. 7: Hlavní napětí Nabývá potom podmínka (.8) v rovině x tvar: F = x x x + + τ f 0 (.0) (v rovině x pak áměnou indexu a ). Pro případ osové napjatosti např. ve směru x vjde identita vtahu (.5), tj. f (.) x Pro stav čistého smku plne f τ x 0,577 f 0,6 f. (.) Z rovnice (.) je patrno, že me kluu ve smku činí necelých 60 % mee kluu v tahu nebo v tlaku. Zaměníme-li v uvedených relacích me kluu f a me pevnosti f u, mají výnam kritérií pevnosti. lternativně můžeme vcháet též tv. Trescov podmínk plasticit. Je to jedna nejstarších podmínek, kterou postupně formulovali Coulomb (77), Tresca (868), Guest (990). Za faktor, který rohoduje o vniku meního stavu pružnosti (neboli počátku plastiace), volili autoři maximální smkové napětí. Meního stavu pružnosti (neboli podmínk plasticit) bude v bodě atíženého tělesa dosaženo, kdž maximální smkové napětí τ max v tomto bodě dosáhne mení hodnot τ k. Matematick je možno tuto podmínku apsat ve tvaru: τ max τ k (.) Veličinu τ k můžeme odvodit Mohrova diagramu pro prostý tah v ávislosti na mei kluu použitého materiálu, jež bla jištěna tahové koušk a platí: f τ k = (.4)
24 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Obr. 8: Mohrova kružnice Onačíme-li u prostorové napjatosti pořadí hlavních hodnot napětí, (.5) pak největší smkové napětí τ max je možno vjádřit jako: τ max = (.6) Kombinacemi vtahů (.4), (.5), (.6) je možno vjádřit Trescovu podmínku ve tvaru: f (.7) Obr. 9: Mohrova kružnice Při obecném pořadí velikosti hlavních napětí je pak možno apsat: f (.8) max U této teorie ted není rohodující velikost hlavních napětí (jako u prvé teorie), nýbrž podíl největšího a nejmenšího napětí. Z teoretického hlediska je možno vidět určitou slabinu teorie v tom, že neuvažuje vliv prostředního hlavního napětí. Podrobnými kouškami se však jistilo, že tento vliv je poměrně malý a jeho anedbáním se dopouštíme nepřesnosti nejvýše asi 0 5 %. V případě rovinné napjatosti můžeme podmínku napjatosti apsat ve tvaru: f 0 (.9) 4
25 Složené případ namáhání prutu Při rovinné napjatosti je mení křivka náorněna šestiúhelníkem dle obr. 0. Obr. 0: Trescova podmínka plasticit (rovinná napjatost) Ponámka: Uvažujme napjatost obr. pro případ, kd je prut namáhán normálovým napětím = rovnoběžným s osou prutu x a smkovým napětím τ = τ x. x Obr. : Daná napětí Z Mohrov kružnice na obr. plne, že ( OS R) = R = + τ = + τ f max = OS + R 4 (.0) Obr. : Mohrova kružnice 5
26 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Hodnotu napětí jsme v tomto příkladě uvažovali nulovou. Srovnáním vtahů (.0) a (.0) je řejmé, že redukovaná napětí se liší poue číselným koeficientem v druhém členu. Proto je možno vjádřit F ( ατ ) f 0, (.) = + kde α = pro. hpotéu HMH a α = pro. hpotéu τ max. Při posudku prutu namáhaného kombinovaným namáháním se uplatní tv. redukované napětí. Příslušnou podmínku je možno vjádřit úpravou vtahu (.): ( ) f red = + ατ (.) S kombinacemi ohbu a smku se setkáváme u nosníků namáhaných ohbovým momentem a posouvající silou. V průřeu je rovinná napjatost určena napětími a τ, takže pevnostní podmínku je možno apsat ve tvaru (.). Rodělení smkového napětí ávisí na tvaru průřeu. Příklad.5 Zadání Určete hodnotu redukovaného napětí v těžišti a na okraji kruhového průřeu u prostého nosníku v polovině ropětí. Všetřete, v kterých místech je redukované napětí maximální. Řešení Geometrie nosníku a vnitřní síl jsou obraen na obr.. Obr.: Řešený nosník s diagram vnitřních sil Z průběhu napětí u kruhového průřeu je řejmé, že v místech, kde je v průřeu extrémní ohbové napětí (bod a ), je smkové napětí nulové a nao- 6
27 Složené případ namáhání prutu pak tam, kde je smkové napětí maximální, je normálové napětí nulové. Le ukáat, že maximální redukované napětí bude buď na obvodu (bod a ), nebo uprostřed (bod ). Obr.4: Normálové a smkové napětí u kruhového průřeu Vpočítejme nní hodnotu redukovaného napětí v bodu a a porovnejme je. M F l 0 red, = = (.) W 4 π d F 6 4 red, = α τ S = α (.4) π d Mení případ, kd budou redukovaná napětí v průřeu stejná, nastane, bude-li: Po dosaení a úpravě dostáváme: = (.5) red, red, d l me = α (.6) Pro l lme bude o maximálním red rohodovat ohb. Vhledem k tomu, že α =, nebo α =, bude možno skoro všechn nosník kruhového průřeu počítat pevnostně poue na ohb, neboť jejich délka je pravidla mnohem větší d než α. Poue pro velmi krátké (a vsoké) nosník b rohodovalo smkové napětí. 7
28 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Příklad.6 Zadání Určete hodnotu redukovaného napětí v těžišti a na okraji kruhového průřeu u prostého nosníku v polovině ropětí. Všetřete, v kterých místech je redukované napětí maximální. Řešení Geometrie nosníku a vnitřní síl jsou obraen na obr. 5. Mení případ opět nastane tehd, bude-li = (.7) red, red, Vpočítejme nní hodnotu redukovaného napětí v bodu a a porovnejme je. M F l b h 6 6 F l 0 red, = = = (.8) W b h F red, = α τ S = α (.9) b h Obr. 5: Řešený nosník s průběh vnitřních sil 8
29 Složené případ namáhání prutu Obr. 6: Průběh normálového a smkového napětí po výšce průřeu Po úpravě dostáváme l me h = α (.40) 4 Pro l>l me rohoduje poue namáhání v ohbu. Posouvající síla rohoduje o h pevnosti jen u velmi krátkých nosníků l me α. 9
30
31 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Prostý tlak působící na masivní prut bl popsán v předchoích kapitolách. Maximální tlaková síla je limitována materiálovými charakteristikami (me kluu, pevnost). Při namáhání štíhlých prutů osovým tlakem dojde téměř ve všech případech ke trátě stabilit (k vbočení os). Hovoříme ted o vpěrném tlaku, nikoli o tlaku prostém. Odolnost prutu proti porušení onačujeme jako vpěrnou pevnost. Vpěr úce souvisí s namáháním štíhlých prutů pod kombinací tlaku a ohbu. Stabilitou roumíme původní rovnovážný stav. Pro demonstraci použijme příklad mechanik tuhých těles. Vrátí-li se těleso po vchýlení do původní poloh, potom hovoříme o stavu stabilní rovnováh, vi obr. 7. Při nestabilní rovnováe působí malé vchýlení pohb tělesa, který trvá tak dlouho, dokud těleso nedosáhne stabilní rovnováh na jiném místě. Mei oběma uvedenými případ leží případ rovnováh indiferentní, při které ůstává těleso po vchýlení v odkloněné poloe. Obr. 7: Stav stabilní rovnováh (a), indiferentní (b) a nestabilní rovnováh (c) Sledujme analogii stabilitního chování u prutu namáhaného vpěrným tlakem. Pro náorný popis sledujme chování štíhlého kloubově uloženého prutu na jedné straně atíženého osově silou. Předpokládejme, že (i) materiál je dokonale pružný, tj. při působení atížení jakékoliv velikosti nevnikají trvalé deformace, a (ii) jeho osa je absolutně přímá. Při dostatečně malé hodnotě síl F ůstane prut přímý a vchýlíme-li jej (například dočasně působící vodorovnou silou), vrátí se pět do přímého tvaru. Přímý tvar prutu je ted stabilní.
32 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Zvětšujeme-li tlakovou sílu F, návrat prutu do přímé poloh se děje stále povolněji a při určité síle F cr prut není schopen aujmout původní tvar. O této síle hovoříme jako o kritické síle. Budeme-li na prut působit silou větší hodnot než je F cr, neudrží se již prut praktick vůbec v přímém tvaru tento stav již přestal být stabilní. Prut se ohýbá, (vbočuje) ve směru imální ohbové tuhosti. Průhb přitom rostou neobčejně prudce. Tento jev naýváme trátou stabilit. Obr. 8: Chování centrick tlačeného prutu U skutečného prutu nejsme schopni docílit dokonalé přímosti ani ideální centricit působení tlakové síl. V důsledku toho docháí k postupnému narůstání průhbů od ačátku atěžovacího procesu. Jak se blíží atížení k limitní hodnotě F cr, průhb roste nade všechn mee. Připomeňme, že stále uvažujeme dokonale pružné chování materiálu, tj. po odstranění síl se prut vrátí do přímé poloh. U štíhlých prutů proběhne tráta stabilit při pružném působení prutu. Pokud b došlo k překročení limitující materiálové charakteristik (např. u oceli se jedná o me kluu), vniklé deformace b bl větší a část b měla trvalý charakter. Tento případ může nastat u prutů s menší štíhlostí. Potom všetřujeme stabilitu v nepružném oboru. Tlakové namáhání, které nekončí rodrcením nebo rotlačením ve smslu tlakové koušk, ale trátou stabilit, se naývá vpěrem. Ztráta stabilit tlačeného prutu je většinou velmi ávažná a může vést až ke hroucení konstrukce. Stabilita je schopnost rovnovážné soustav vchýlené nepatrně původního stavu vracet se do původního stavu, jakmile poe příčina. Kritická síla F cr představuje teoretické maximální atížení štíhlého přímého prutu jako stabilní konstrukce.
33 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů. Eulerovo řešení Velikost kritické síl podmínk rodvojení rovnováh (vnik indiferentního stavu, oblast bifurkace) ideálního pružného přímého centrick tlačeného prutu stálého průřeu poprvé popsal roku 744 L. Euler, proto hovoříme o Eulerově kritické síle. Základním případem vpěru hlediska uložení je nosník náorněný na obr. v předchoí kapitole. Při atížení silou F cr se nosník prohne, přičemž veškeré hodnot funkce průhbu v(x) jsou velmi malé. Tato konstrukce je potom atížena mimo osové síl i ohbovým momentem velikosti M o ( x) = F v( x), (.) cr kde M o (x) a v(x) jsou nenámé funkce. Další ávislost mei M o (x) a v(x) vplývá Bernoulliho diferenciální rovnice průhbové čár M o ( x) = E I v ( x). (.) Můžeme přepsat do tvaru kde v ( x) + α v( x) = 0, (.) α =. (.4) E I Tato diferenciální rovnice popisuje průhbovou čáru prutu, u kterého bl průhb vvolán kritickou silou F cr. Dle diferenciálního počtu budeme řešení předpokládat ve tvaru Z okrajové podmínk F cr v x) = cos( α x) + sin( α ), (.5) ( x v x = 0) = 0 = + 0 (.6) ( plne, že řešení průhbové čár není schopna popsat funkce cosinus. Okrajová podmínka pro x=l ve tvaru v( l) = sin( α x) = 0 (.7) vede ke dvěma řešením =0, popisu tv. triviální řešení, kd pro všechna x na intervalu platí v(x)=0. Z této podmínk nejsme schopni určit F cr. 0, a potom sin( α x) = 0. Řešení této trigonometrické rovnice má tvar α l = i π, kde i=(0,,, ). Z fikálního hlediska má smsl hledat imální sílu, při které dojde ke trátě stabilit. Nejnižší nenulový kořen π je dán výraem α l = π nebo pro další postup upravíme na tvar α = l
34 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Dosadíme-li do rovnice (.4) dostáváme E I F cr = π, (.8) l což je Eulerova kritická síla ákladního případu vpěru. Tento výra (.8) platí poue pro průře se stejnými hlavními centrálními moment setrvačnosti k oběma osám (kruh, meikruží, čtverec). Pro ostatní průře primatického prutu platí E I F cr = π, (.9) l kde I je menší hlavních centrálních momentů setrvačnosti... Vpěrná délka U prutů s jinými okrajovými podmínkami délka půlvln funkce sinus není totožná s délkou prutu. Vdálenost inflexních bodů křivk potom odpovídá tv. vpěrné délce L cr. Spojením výraů (.4) a (.8) obdržíme výra pro určení vpěrné délk primatického prutu. Normálovou sílu můžeme obecně vjádřit jako proměnnou po délce potom N( x) = v Z výrau jsme schopni vjádřit N ( x) = v ( x) F, F 0, (.0) ( x) F cr π E I =. (.) L α l π E I v ( x) E I = (.) l L cr Po úpravě dostaneme hledané řešení π Lcr = Lcr ( x) = l (.) v( x) α l Pro N=F a v = nabývá (.) tvar π L cr = konst. = l (.4) α l Zobecněním výrau (.9) pro růné případ okrajových podmínek dostáváme výra ve tvaru F cr Lcr cr π EI = (.5) 4
35 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Vpěrnou délku L cr je účelné vjádřit jako násobek délk prutu l: L cr = β l (.6) Poměr mei vpěrnou délkou L cr a délkou prutu l je možno vjádřit a odpovídající Eulerovo kritické břemeno je pro ákladní případ náorněno v tabulce. TBULK π EI F cr l π EI l 4π EI l π EI 4l π EI l π EI 4l L cr l 0,7l 0,5l l l l β = β = 0,7 β = 0,5 β = β = β = Obr. 9: Vpěrné délk ákladních Eulerových případů Definice Vpěrnou délku le definovat jako délku kloubově uloženého prutu shodné ohbové tuhosti EI, který tratí stabilitu (vbočí) při stejné kritické síle F cr. 5
36 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Uvažujme nní případ kloubově uloženého sloupu v patě a posuvně uloženého v hlavě, vi obr. 0. Obr. 0: Posuvně uložená hlava sloupu Jedná se o velice častý případ uspořádání nosného sstému skeletových konstrukcí s rámovými stčník a kloubově uloženým rámem. Vpěrná délka je ávislá mj. na poměru tuhostí příčle a sloupu. kde L cr ( + 0,8 ) l Součinitel je možné uvažovat do hodnot κ 5. = κ, (.7) I p κ = (.8) I l p. Kritická síla a napětí Na rodíl od prostého tlaku je napětí při vpěrném tlaku dáno vtahem nebo kde F π EI = (.9) L cr cr = cr π Ei cr =, (.0) L i = I cr je poloměr setrvačnosti popsaný v předchoích kapitolách. (.) 6
37 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Závislost mei délkou prutu a jeho průřeem vjadřuje štíhlostní poměr, ve kratce štíhlost prutu λ. L cr λ = (.) i Výra pro kritické napětí přejde v konečný tvar π E cr = (.) λ Závislost kritického napětí cr na štíhlostním poměru λ je možné grafick náornit pomocí tv. Eulerov hperbol, vi obr.. Obr. : Vpěrná křivka Z grafu je patrný silně nelineární vtah mei výše popsanými veličinami. Pro vsoké hodnot štíhlostních poměrů kritické atížení (tím i napětí) nabývá velmi malých hodnot. Při níkých hodnotách štíhlostních poměrů kritické napětí prudce stoupá tj. tráta stabilit přestává hrát roli a vpěrný tlak nakonec přejde v tlak prostý. Ztráta stabilit je neopomenutelný problém ejména při návrhu ocelových konstrukcí materiál o vsoké pevnosti dovoluje použít prut malých profilů, nich pramení velké štíhlostí poměr. Vhledem k předpokladu platnosti Hookova ákona určíme limitní hodnotu napětí, při kterém je splněna podmínka pružného chování materiálu. Pro ocel je mení napětí v materiálu, při kterém platí vtah dán Hookovým ákonem, určeno meí kluu f. Na ákladě této hodnot určíme mení štíhlostní poměr. E λ m = π (.4) f 7
38 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Určit křivku v intervalu 0 λm pro tv. trátu stabilit v nepružné oblasti je obtížné, na její průběh nepanuje jednotný náor, a proto je předmětem experimentálního i numerického výkumu. Příklad. Zadání Prostě uložený nosník ropětí l=,5m je centrick tlačen silou na konci vi. obr. Použitý materiál je ocel E=,.0 Pa. Pro adané průře určete Eulerovo kritické břemeno. Kruhový průře Φ 40 mm. Meikruží vnější průměr D=70 mm, tloušťka stěn t=6mm.čtverec 5 mm 4. Obdélník 5x50 mm Řešení ad) Kruhový průře Φ 40 mm =56,6 mm, I =5,7.0 mm 4 π EI 9 π Fcr = =, 0 5,7 0 = 5,8 0 N = 5, 8kN L,5 cr I i = = 0mm L λ = cr = i 50 ad) Meikruží Vnější průměr D=70 mm, tloušťka stěn t=6mm =0 mm, I =6.0 mm 4 π EI 9 π Fcr = =, = 57 0 N = 57kN L,5 cr I i = =, 69mm L λ = cr = i 66, ad) Čtverec 5 mm =5 mm, I =5.0 mm 4 8
39 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů π EI 9 π Fcr = =, = 5, 0 N = 5, kn L,5 cr I i = = 0, mm L λ = cr = i 48,4 ad 4) Obdélník 5x50 mm =50 mm, I =65,.0 mm 4 π EI 9 π Fcr = =, 0 65, 0 = 59,9 0 N = 60kN L,5 cr I i = = 7, mm L λ = cr = i 07,7 TBULK 4: Výsledk řešení Číslo profilu 4 Poměr λ 0,44 0,989,85 Poměr F cr 4,95 0,995 0,58 Poměr 0,96 0,975 0,994. Pevnostní pojetí vpěru. Posouení prutů na vpěr Zohlednit trátu stabilit při návrhu tlačených prutů je nutné u většin stavebních prvků. Eulerova kritická síla je pravidla výraně všší než síla, která vede u reálných konstrukcí ke trátě stabilit. Proto je tento postup akotven v příslušných návrhových normách. V následující části se v jednoduchosti senámíme s postupem návrhu ocelových konstrukcí. 9
40 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Celistvý centrick tlačený prut atížený silou F se posuuje dle vorce kde f d χ F - plocha neoslabeného průřeu - návrhová hodnota mee kluu χ, (.5) f d f d = - součinitel vpěrnosti (tabeliován v normě) ávislý na štíhlosti prutu λ f γ u m Součinitel vpěrnosti φ ohledňuje i vliv tvaru standardních ocelových průřeů. Proto norma roděluje a) uavřené průře (kruhové, čtvercové a obdélníkové trubk) χ a b) dvouose smetrické průře (I, kruhové a obdélníkové tče) χ b c) jednoose smetrické a obecné průře χ c Postup: Při návrhu pravidla vcháíme e námé hodnot atížení, kterou musí průře s jistou reervou přenést. U ákladních geometrických obraců jsme schopni vjádřit přímo jejich vpěrnou únosnost. U válcovaných ocelových profilů musíme návrh pravidla provádět opakovaně s postupným přibližováním k nejvhodnějšímu návrhu. Norma navíc předepisuje pro růné konstrukční prvk maximální štíhlostní poměr.. Na ákladě kušeností volíme výchoí profil navrhovaného tlačeného prvku. Orientačně můžeme vcháet výpočtu prostého tlaku a odhadnutého součinitele vpěrnosti.. Určíme vpěrné délk (pravidla pro směr hlavních os). Nutno ohlednit i případné rodíl v okrajových podmínkách pro růné směr.. Z maximální hodnot štíhlostního poměru určíme imální hodnotu součinitele vpěrnosti. 4. Dosaením do vorce jistíme, da námi navržený profil F a) nevhoví > χ f d, tj. je poddimenován nutno opakovat návrh s profilem s větší hodnotou I F b) vhodně volený χ f d F c) << χ f d, tj. je předimenován vhodné opakovat návrh s profilem s menší hodnotou I. 40
41 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Příklad. Zadání Proveďte návrh a posudek I profilu, pro f d = 0 MPa (ocel pevnostní tříd S5) pro konstrukci sloupu náorněném na obráku. Obr. : Schéma řešené konstrukce Řešení:. Provedeme přibližný návrh pro volenou hodnotu χ b = 0,8 F χ f d F = = =,976 0 m =, χ b f d 0,8 0 0 mm Nejblíže všší hodnota ploch průřeu (vi. statické tabulk) odpovídá: I00 =,4 0 mm i = 80 mm i = 8,7 mm L = β l = 0,7 =, m L = β l = = 6 m 4
42 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Pro všší štíhlost bude hodnota součinitele χ b nižší, tj. nepřínivější. λ λ L, 0. = = b i 8,7 L tab =, χ = 0, = = b i 80 tab = 75 χ = 0,75 Vhledem k růným okrajovým podmínkám (a s nimi souvisejícími vpěrnými délkami) v rovině x a x je pro posouení konstrukce rohodující tráta stabilit ve směru nižší ohbové tuhosti profilu i přes menší vpěrnou délku. Normálové napětí max v průřeu nabývá hodnot F max = = = 49,7MPa,,4 0 což je hodnota všší něž vpěrná pevnost χ b f d = 0,46 0MPa = 96, 6MPa průře není schopen přenést navrženou sílu, tj. nevhovuje.. Je nutno provést nový návrh s profilem o větší ploše (a/nebo) menší štíhlosti. Zopakujeme výpočet s profilem I40 = 4, 6 0 mm, i = 95,9 mm, i =,9 mm L, 0 tab. λ = = = 96 χb = 0, 58 i 9, L 6 0 tab. λ = = = 6, 6 χb = 0, 84 i 95, 9 Srovnání napětí na konstrukci a únosnosti potom vcháí F max = = = 08,5MPa < χ f d = 0,58 0MPa =, 4,6 0 Profil I40 vhoví. b 8 MPa Ověříme, da b podmínk nesplňoval i menší, tj. levnější profil I0: I0 =,95 0 mm, i = 87,8 mm, i = 0, mm Nejvšší štíhlost vcháí λ = 0, 4, té odpovídá součinitel vpěrnosti χ b = 0,55 F max = = = 6,6MPa < χ f d = 0,55 0MPa = 0,,95 0 Profil I0 nevhoví. b MPa 4
43 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Příklad. Zadání Proveďte posudek příhradové konstrukce (vi. obr. ) oceli S5. f f d = 5MPa = 0MPa Obr. : Model příhradové konstrukce Horní a dolní pás je tvořen U00, stojina umístěna vodorovně = 6,95 0 mm i = 4 mm i = 4 mm Svislice a diagonál uavřený profil 0x0x = 7, 0 mm i = mm i = mm Řešení: Stčníkovou popř. průsečnou metodou provedeme výpočet vnitřních sil působících na jednotlivých prutech konstrukce. Výsledk řešení jsou náorněn na obr. 4. Obr. 4: Normálové síl prutů příhradové konstrukce 4
44 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů V tažených prutech ke vpěru nedocháí, můžeme proto přímo určit maximální tahovou sílu, kterou jsou oba profil schopné přenést N = f max d Obr. 5: Geometrie průřeu U00 pro U00 N = f d = , 95kN max = pro uavřený profil 0x0x N = f d = 0 7 5, 6kN max = Je patrno, že u žádného taženého prutu není maximální hodnot atížení dosaženo. U tlačeného prutu č. 9 je normálová síla působící na prut rovna 0 kn. U příhradových nosníků předpokládáme kloubové uložení prutů vpěrné délk odpovídají v obou rovinách prostému nosníku. Obr. 6: Vbočení prutu č. 9 v rovině a rovin konstrukce Prut č. 9 Štíhlosti λ = λ 9, té odpovídá součinitel vpěrnosti χ = 0 86 = a, F 0 0 = = = 9,75MPa < χ a f d = 0,86 0MPa 80, 6MPa 0 max = vhoví 44
45 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Prut č. 5 Štíhlosti λ = λ 45 té odpovídá součinitel vpěrnosti χ = 0 0 = a, F 6 0 max = = = 50MPa < χ a f d = 0,0 0MPa = 6MPa vhoví 0 Prut horního pásu jsou v rovině příhradové konstrukce stabiliován svislicemi a diagonálami (vi. obr.7), proto vpěrná délka odpovídá délce prutu. Obr. 7: Vbočení horního pásu v rovině konstrukce Kolmo na rovinu příhradové konstrukce však trátě stabilit není bráněno a vpěrná délka odpovídá délce celého nosníku, tj. β =4 a L cr =5m! Obr. 8: Vbočení horního pásu rovin konstrukce L, 5 0 tab λ = = = 89. χb = 0, 6 i 4 L 5 0 tab. λ = = = 9 χb = 0, 4 i 4 F 7, 5 0 max = = = 5, 9MPa < χb f d = 0, 4 0MPa = 695 vhoví Závěr 88, MPa Při posuování prutů, které jsou součástí konstrukce, je nutno mít na řeteli chování celé konstrukce, nikoliv jen okrajové podmínk jednotlivých prutů. 45
46 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů.4 Kombinace ohbu a vpěru Doposud jsme se abývali trátou stabilit dokonale přímého centrick tlačeného prutu. Působí-li tlaková síla F < Fcr na prut s počáteční imperfekcí, mimostředně působící, popř. spolupůsobící s příčným atížením, jedná se o velmi nebepečnou kombinaci vpěru a ohbu. Dle (.) platí Obr. 9: Vpěr s ohbem M ( x) = M o ( x) + F v( x), (.6) kde M (x) je ohbový moment vvolaný ohbem a vpěrným tlakem M o (x) moment poue od příčného atíženi při F=0 Rovnice obsahuje dvě nenámé funkce M(x) a v(x). Druhou ávislostí mei těmito funkcemi je Bernoulliho diferenciální rovnice ohbové čár M ( x) = EI v ( x) (.7) Tím máme k dispoici soustavu rovnic. Ve shodě s předešlými kapitolami budeme předpokládat řešení ve tvaru π x v( x) = sin (.8) l Derivací (.8) dostáváme π π x π v ( x) = sin = v( x) (.9) l l l Dosaením (.9) do (.7) obdržíme algebraickou rovnici EI M ( x) = π v( x) = F v( x) cr (.0) l F M ( x) = M o ( x) + M ( x) (.) F cr 46
47 Stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů Zavedeme-li poměr F cr = k jako součinitel bepečnosti osové síl F vůči ε kri- F tické síle F cr, kε M ( x) = M o ( x) = M o ( x) ξ, (.) k ε kde kε ξ = je esilovací součinitel ohbového momentu M o (x). Tento součinitel charakteriuje vliv osové síl F. kε Na obr. 40 je náorněna ávislost esilovacího činitele ξ na k ε. Je řejmý velký vliv osové síl pro hodnot kε blížící se, tj. kd se normálová síla svou hodnotou přibližuje síle kritické. Při posudku prvku atíženého vpěrným tlakem a ohbem musíme do velikosti maximálního momentu ohlednit i vliv osové síl: F M W F ξ M o + = + u (.) W Obr. 40: Interakce vpěru a ohbu 47
48 Složené případ namáhání prutu, stabilita a vpěrná pevnost tlačených prutů 4 Závěr Modul, který jste prostudovali, obsahuje informace o ákladních případech složeného namáhání a o stabilitních problémech prutových konstrukcí. Výše uvedená problematika bla pojata obecně, be vab na konkrétní tp stavebních konstrukcí. Konkrétně bude tato problematika rovedena v odborných předmětech dalších semestrů bakalářského studia a ve studiu magisterském. 4. Shrnutí Cílem předloženého textu blo shrnutí obecných témat, která jsou tradiční součástí nauk o pružnosti a posktnout učební text studentům distančního studia stavební fakult. 4. Kontrolní oták Co roumíme pod pojmem složené případ namáhání prutu? Vsvětlete rodíl mei jednotlivými případ. Jaký je vtah mei normálovým napětím a vnitřními silami při složeném namáhání? Vsvětlete postup určení jádra průřeu? Vsvětlete fikální podstatu jádra průřeu. Definujte případ, kd musíme uvažovat se stabilitou prutu. V čem spočívá Eulerovo řešení? Vsvětlete pojem vpěrné délk. V jakém intervalu se pohbuje poměr mei vpěrnou a skutečnou délkou prutu? Vsvětlete rodíl v přístupu Eulerova řešení a pevnostního pojetí vpěru. Jaký je postup posouení prutů na vpěr? 5 Studijní pramen 5. Senam použité literatur [] ŠMIŘÁK, S., Pružnost a plasticita pro distanční studium, Nakladatelství VUT Brno: 995. [] Bažant, Z.P., Cedolin, L. Stabilit of Structure, New York, Oxford Universit Press, Senam doplňkové studijní literatur [] CRH, M., ŠMIŘÁK, S., Pružnost a plasticita (skriptum), Ediční středisko VUT v Brně, 99. [4] Teplý, B., Šmiřák, S., Pružnost a plasticita pro distanční studium, Nakladatelství VUT Brno:
6.1 Shrnutí základních poznatků
6.1 Shrnutí ákladních ponatků Prostorová a rovinná napjatost Prostorová napjatost v libovolném bodě tělesa je v pravoúhlé soustavě souřadnic obecně popsána 9 složkami napětí, které le uspořádat do matice
VíceNormálová napětí v prutech namáhaných na ohyb
Pružnost a plasticita, 2.ročník kombinovaného studia Normálová napětí v prutech namáhaných na ohb Základní vtah a předpoklad řešení Výpočet normálového napětí Dimenování nosníků namáhaných na ohb Složené
Více5 SLOUPY. Obr. 5.1 Průřezy ocelových sloupů. PŘÍKLAD V.1 Ocelový sloup
SLOUPY. Obecné ponámk Sloup jsou hlavními svislými nosnými element a přenášejí atížení vodorovných konstrukčních prvků do ákladové konstrukce. Modulové uspořádání načně ávisí na unkci objektu a jeho dispoičním
VíceSLOUP NAMÁHANÝ TLAKEM A OHYBEM
SOUP NAMÁHANÝ TAKEM A OHYBEM Posuďte únosnost centrick tlačeného sloupu délk 50 m profil HEA 4 ocel S 55 00 00. Schéma podepření a atížení je vidět na následujícím obráku: M 0 M N N N 5m 5m schéma pro
VíceZÁKLADNÍ POJMY A VZTAHY V TECHNICKÉ PRUŽNOSTI
ZÁKLDNÍ POJY VZTHY V TECHNICKÉ PRUŽNOSTI Napětí velikost vnitřní síl na jednotku ploch konečné podíl elementů vnitřních sil a ploch Podle směru vnitřních sil avádíme: ds napětí celkové σ r = v obecném
VíceDesky. Petr Kabele. Pružnost a pevnost 132PRPE Přednášky. Deska/stěna/skořepina, desky základní předpoklady, proměnné a rovnice
Pružnost a pevnost 13PRPE Přednášk Desk Deska/stěna/skořepina, desk ákladní předpoklad, proměnné a rovnice Petr Kabele České vsoké učení technické v Prae Fakulta stavební Úvod Přemístění, deformaci a napjatost
VíceIntegrální definice vnitřních sil na prutu
Přednáška 04 Integrální definice vnitřních sil Ohb prutu v rovinách x, x Šikmý ohb Kombinace normálové síl s ohbem Poloha neutrální os Jádro průřeu Příklad Copright (c) 011 Vít Šmilauer Cech Technical
Více5. Ohýbané nosníky Únosnost ve smyku, momentová únosnost, klopení, MSP, hospodárný nosník.
5. Ohýbané nosník Únosnost ve smku, momentová únosnost, klopení, P, hospodárný nosník. Únosnost ve smku stojina pásnice poue pro válcované V d h t w Posouení na smk: V pružně: τ = ( τ pl, Rd) I V V t w
VíceX = A + tu. Obr x = a 1 + tu 1 y = a 2 + tu 2, t R, y = kx + q, k, q R (6.1)
.6. Analtická geometrie lineárních a kvadratických útvarů v rovině. 6.1. V této kapitole budeme studovat geometrické úloh v rovině analtick, tj. lineární a kvadratické geometrické útvar vjádříme pomocí
Více1.1 Steinerovy věty. lineární momenty a momenty kvadratické. Zajímat nás budou nyní osové kvadratické. v ohybu. Jejich definice je
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ PRUŽNOST A PEVNOST I Řešené příklad Výpočet osových kvadratických momentů Pátek, 9. května 8 Jan Tihlařík 1 Osové kvadratické moment průřeů
VíceRovinná a prostorová napjatost
Rovinná a prostorová napjatost Vdělme v bodě tělesa elementární hranolek o hranách d, d, d Vnitřní síl ve stěnách hranolku se projeví jako napětí na příslušné ploše a le je roložit do směrů souřadnicových
VíceOhyb nastává, jestliže v řezu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj. dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řezu.
Ohyb přímých prutů nosníků Ohyb nastává, jestliže v řeu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řeu Ohybový moment určíme jako součet momentů od všech
VícePŘÍKLAD VÝPOČTU RÁMU PODLE ČSN EN
PŘÍKLAD VÝPOČTU RÁU PODLE ČS E 99-- Jaub Dolejš*), Zdeně Sool**).Zadání avrhněte sloup plnostěnného dvouloubového rámu, jehož roměr jsou patrné obráu. Horní pásnice příčle je po celé délce ajištěna proti
VíceÚSTAV MECHANIKY A MATERIÁLŮ FD ČVUT. DOC. ING. MICHAL MICKA, CSc. PŘEDNÁŠKA 4
ÚVOD DO TEORIE MATEMATICKÉ PRUŽNOSTI ZÁKLADNÍ PŘEDPOKLADY A POJMY. Látka, která vtváří příslušné těleso je dokonale lineárně pružné, mei napětím a přetvořením je lineární ávislost.. Látka hmotného tělesa
VícePružnost a pevnost I
Stránka 1 teoretické otázk 2007 Ing. Tomáš PROFANT, Ph.D. verze 1.1 OBSAH: 1. Tenzor napětí 2. Věta o sdruženosti smkových napětí 3. Saint Venantův princip 4. Tenzor deformace (přetvoření) 5. Geometrická
VíceRovinná napjatost a Mohrova kružnice
Rovinná napjatost a ohrova kružnice Dvojosý stav napjatosti - ukák anačení orientace napětí v rovině x Na obr. vlevo dole jsou vnačen složk napětí. Kladná orientace napětí x a je v případě, že vektor směřují
Vícepříklad 16 - Draft verze pajcu VUT FAST KDK Pešek 2016
příklad - Drat vere pajcu VUT FAST KDK Pešek 0 VZPĚR SOŽEÉHO PRUTU A KŘÍŽOVÉHO PRUTU ZE DVOU ÚHEÍKŮ Vpočítejte návrhovou vpěrnou únosnost prutu délk 84 milimetrů kloubově uloženého na obou koncí pro všen
VíceRovnoměrně ohýbaný prut
Přednáška 02 Prostý ohb Hpotéa o achování rovinnosti průřeu Křivost prutu, vtah mei momentem a křivostí Roložení napětí při ohbu Pružný průřeový modul Vliv teplot na křivost Copright (c) 2011 Vít Šmilauer
VícePružnost, pevnost, plasticita
Pružnost, pevnost, plasticita Pracovní vere výukového skripta 22. února 2018 c Milan Jirásek, Vít Šmilauer, Jan Zeman České vsoké učení technické v Prae Fakulta stavební Katedra mechanik hákurova 7 166
VíceZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ
7. cvičení ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ V této kapitole se probírají výpočty únosnosti průřezů (neboli posouzení prvků na prostou pevnost). K porušení materiálu v tlačených částech průřezu dochází: mezní
VícePřetvořené ose nosníku říkáme ohybová čára. Je to rovinná křivka.
OHYBOVÁ ČÁRA ZA PROSTÉHO OHYBU - rovinné průřez zůstávají po deformaci rovinnými, avšak natáčejí se. - při prostém ohbu hlavní centrální osa setrvačnosti všech průřezů leží v rovině vnějších sil, která
VíceStatika 2. Excentrický tlak za. Miroslav Vokáč 6. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 2. M.
6. přednáška Miroslav Vokáč miroslav.vokac@cvut.c ČVUT v Prae, akulta architektury 6. prosince 2018 Průběh σ x od tlakové síly v průřeu ávisí na její excentricitě k těžišti: e = 0 e < j e = j e > j x x
VíceSylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Princip spolehlivosti v mezních stavech. Obsah přednášky. Návrhová únosnost R d (design resistance)
Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE Studijní program: STVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ pro bakalářské studium Kód předmětu: K34OK 4 kredity ( + ), zápočet, zkouška Prof. Ing. František Wald, CSc., místnost B 63. Úvod,
VíceNormálová napětí při ohybu - opakování
Normálová napětí při ohbu - opakování x ohýbaný nosník: σ x τ x Průřeová charakteristika pro normálová napětí a ohbu je moment setrvačnosti nebo něj odvoený modul průřeu x - / /= Ed W m + σ x napětí normálové
Více4.2. Graf funkce více proměnných
V této kapitole se soustředíme na funkce dvou proměnných. Poue v tomto případě jsme schopni graf funkcí dvou proměnných obrait. Pro funkce tří a více proměnných trácí grafické vjádření smsl. Výklad Definice
VíceTéma 6 Normálová napětí v prutech namáhaných na ohyb
Pružnost a plasticita,.ročník bakalářského studia Téma 6 Normálová napětí v prutech namáhaných na ohb Základní vtah a předpoklad řešení Výpočet normálového napětí Dimenování nosníků namáhaných na ohb Složené
VícePRUŽNOST A PLASTICITA I
Otázky k procvičování PRUŽNOST A PLASTICITA I 1. Kdy je materiál homogenní? 2. Kdy je materiál izotropní? 3. Za jakých podmínek můžeme použít princip superpozice účinků? 4. Vysvětlete princip superpozice
VíceSmyková napětí v ohýbaných nosnících
Pružnost a plasticita, 2.ročník kominovaného studia Smková napětí v ohýaných nosnících Základní vtah a předpoklad řešení ýpočet smkového napětí odélníkového průřeu Dimenování nosníků namáhaných na smk
VíceOTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011
OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 010/011 Pomocí Thumovy definice, s využitím vrubové citlivosti q je definován vztah mezi součiniteli vrubu a tvaru jako: Součinitel tvaru α je podle obrázku definován jako:
VíceVnitřní síly v prutových konstrukcích
Vnitřní síly v prutových konstrukcích Síla je vektorová fyikální veličina, která vyjadřuje míru působení těles nebo polí. Zavedení síly v klasické Newtonově mechanice (popis pohybu těles) dp dv F = = m
Více4. Tažené a tlačené pruty, stabilita prutů Tažené pruty, tlačené pruty, stabilita prutů.
4. Tažné a tlačné prut, stabilita prutů Tažné prut, tlačné prut, stabilita prutů. Tah Ed 3 -pružnéřšní Posouní pro všchn tříd: Únosnost t,rd : pro noslabnou plochu t,rd pl, Rd A f /γ M0 pro oslabnou plochu
VíceTéma 7 Smyková napětí v ohýbaných nosnících
Pružnost a plasticita,.ročník bakalářského studia Téma 7 Smková napětí v ohýbaných nosnících Základní vtah a předpoklad řešení Výpočet smkového napětí vbraných průřeů Dimenování nosníků namáhaných na smk
VíceVybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí
Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí Skládání a rozklad sil Skládání a rozklad sil v rovině
VíceNázev Řešený příklad: Pružná analýza jednolodní rámové konstrukce
Dokument: SX09a-Z-EU Strana 8 Řešený příklad: Pružná analýa jednolodní rámové Je navržena jednolodní rámová vrobená válcovaných profilů podle E 993--. Příklad ahrnuje pružnou analýu podle teorie prvního
VíceZ hlediska pružnosti a pevnosti si lze stav napjatosti
S T R O J N IC K Á P Ř ÍR U Č K A část 7, díl 4, kapitola 1, str. 1 7/4.1 T Y P Y N A P J A T O S T I A T R A N S F O R M A C E N A P J A T O S T I Pojmem napjatost roumíme stav určitého bodu tělesa, který
VícePružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016
Pružnost a pevnost 2. přednáška, 10. října 2016 Prut namáhaný jednoduchým ohybem: rovnoměrně ohýbaný prut nerovnoměrně ohýbaný prut příklad výpočet napětí a ohybu vliv teplotních měn příklad nerovnoměrné
VícePružnoplastická analýza
Pružnost a pevnost 132PRPE Přednášk Pružnoplastická analýa Nepružné cování materiálů. Pružnoplastický a plastický stav průřeu oýbanýc prutů. Mení plastická analýa nosníku. Petr Kabele České vsoké učení
Více3.1 Shrnutí základních poznatků
3.1 Shrnutí ákladních ponatků Uvažujme nosník, tj. prut, jejichž délka převládá nad charakteristickými roměr průřeu. Při tvorbě výpočtového modelu nosník totožňujeme s jeho podélnou osou a uvažujeme skutečný
VíceOcelové konstrukce 3 Upraveno pro ročník 2011/2012
Ocelové konstrukce 3 Upraveno pro ročník 011/01 Prof. Josef acháček B63 PP pro řádné posluchače je na webu 1. týden: tabilita nosníku a ohbu.. týden: tabilita stěn. 3. týden: Tenkostěnné a studena tvarované
VícePřednáška 09. Smyk za ohybu
Přednáška 09 Smk a ohbu Vnitřní síl na nosníku ve vtahu k napětí Smkové napětí pro obdélníkový průře Smkové napětí pro obecný průře Smkové ochabnutí Svar, šroub, spřahovací trn Příklad Copright (c) 2011
VíceZtráta stability tenkých přímých prutů - vzpěr
Ztráta stability tenkých přímých prutů - vzpěr Motivace štíhlé pruty namáhané tlakem mohou vybočit ze svého původně přímého tvaru a může dojít ke ztrátě stability a zhroucení konstrukce dříve, než je dosaženo
Více1.3.1 Výpočet vnitřních sil a reakcí pro nejnepříznivější kombinaci sil
OHYB NOSNÍKU - SVAŘOVANÝ PROFIL TVARU Ι SE ŠTÍHLOU STĚNOU (Posouzení podle ČSN 0-8) Poznámka: Dále psaný text je lze rozlišit podle tpu písma. Tpem písma Times Ne Roman normální nebo tučné jsou psané poznámk,
VíceŘešený příklad: Pružný návrh jednolodní rámové konstrukce ze svařovaných profilů
Dokument: SX00a-Z-EU Strana 7 áev Eurokód Vpracoval Arnaud Lemaire Datum duben 006 Kontroloval Alain Bureau Datum duben 006 Je navržena jednolodní rámová konstrukce vrobená e svařovaných proilů podle.
VíceŘešený příklad: Kloubově uložený sloup s průřezem H nebo z pravoúhlé trubky
VÝPOČET Dokument č. SX004a-CZ-EU Strana 4 áev Eurokód E 993-- Připravil Matthias Oppe Datum červen005 Zkontroloval Christian Müller Datum červen 005 V tomto příkladu se vpočítává vpěrná únosnost kloubově
VíceDefinujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.
00001 Definujte mechanické napětí a uved te jednotky. 00002 Definujte normálové napětí a uved te jednotky. 00003 Definujte tečné (tangenciální, smykové) napětí a uved te jednotky. 00004 Definujte absolutní
VícePružnost a plasticita II CD03
Pružnost a plasticita II CD3 uděk Brdečko VUT v Brně, Fakulta stavební, Ústav stavební mechanik tel: 5447368 email: brdecko.l @ fce.vutbr.cz http://www.fce.vutbr.cz/stm/brdecko.l/html/distcz.htm Obsah
VíceTENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE
1 TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE Michal Jandera Obsah přednášek 1. Stabilita stěn, nosníky třídy 4.. Tenkostěnné za studena tvarované profily: Výroba, chování průřezů, chování prutů. 3. Tenkostěnné
VíceTENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE
1 TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE Michal Jandera, K134 Obsah přednášek 2 1. Stabilita stěn, nosníky třídy 4. 2. Tenkostěnné za studena tvarované profily: Výroba, chování průřezů, chování prutů. 3. Tenkostěnné
VíceKlopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr.
. cvičení Klopení nosníků Klopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr. Ilustrace klopení Obr. Ohýbaný prut a tvar jeho ztráty
VícePROBLÉMY STABILITY. 9. cvičení
PROBLÉMY STABILITY 9. cvičení S pojmem ztráty stability tvaru prvku se posluchač zřejmě již setkal v teorii pružnosti při studiu prutů namáhaných osovým tlakem (viz obr.). Problematika je však obecnější
VícePřímková a rovinná soustava sil
Přímková a rovinná soustava sil 1) Souřadný systém - v prostoru - v rovině + y + 2) Síla P ( nebo F) - vektorová veličina - působiště velikost orientace Soustavy sil - přehled Soustavy sil můžeme rodělit
Více2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.
obsah 1 Obsah Zde je uveden přehled jednotlivých kapitol a podkapitol interaktivního učebního textu Pružnost a pevnost. Na tomto CD jsou kapitoly uloženy v samostatných souborech, jejichž název je v rámečku
VíceSkládání různoběžných kmitů. Skládání kolmých kmitů. 1) harmonické kmity stejné frekvence :
Skládání různoběžných kmitů Uvědomme si principiální bod tohoto problému : na jediný hmotný bod působí dvě nezávislé pružné síl ve dvou různých směrech. Jednotlivé mechanické pohb, které se budou skládat,
Vícepísemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.
POŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I Zkouška úrovně Alfa (pro zájemce o magisterské studium) Zkouška sestává ze vstupního testu (10 otázek, výběr správné odpovědi ze čtyř možností, rozsah dle sloupečku Požadavky)
VícePrůmyslová střední škola Letohrad. Ing. Soňa Chládková. Sbírka příkladů. ze stavební mechaniky
Průmyslová střední škola Letohrad Ing. Soňa Chládková Sbírka příkladů ze stavební mechaniky 2014 Tento projekt je realizovaný v rámci OP VK a je financovaný ze Strukturálních fondů EU (ESF) a ze státního
VíceAnalytická geometrie lineárních útvarů
) Na přímce: a) Souřadnice bodu na přímce: Analtická geometrie lineárních útvarů Bod P nazýváme počátek - jeho souřadnice je P [0] Nalevo od počátku leží čísla záporná, napravo čísla kladná. Každý bod
Více= μ. (NB.3.1) L kde bezrozměrný kritický moment μ cr je: Okrajové podmínky při kroucení Krouticí zatížení α β. (volná deplanace) obecné 3,7 1,08
Kroucení NB. Vniřní síl od kroucení Výsledk jednodušené analý pruů oevřeného průřeu se anedbáním účinku prosého kroucení ve smslu 6..7.(7) le upřesni na ákladě následující modifikované analogie ohbu a
VíceIVC Nošovice sportoviště II etapa Cvičná ocelová věž pro hasičský záchranný zbor STAVEBNĚ KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ TECHNICKÁ ZPRÁVA A STATICKÉ POSOUZENÍ
IVC Nošovice sportoviště II etapa Cvičná ocelová věž pro hasičský áchranný bor 36-8/13 STAVEBNĚ KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ TECHNICKÁ ZPRÁVA A STATICKÉ POSOUZENÍ vpracoval: ing. Robin Kulhánek kontroloval: ing.
Více1. Úvod do pružnosti a pevnosti
1. Úvod do pružnosti a pevnosti Mechanika je nejstarší vědní obor a její nedílnou součástí je nauka o pružnosti a pevnosti. Pružností nazýváme schopnost pevných těles získat po odstranění vnějších účinků
Více4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil
4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil Síla je veličina vektorová. Je určena působištěm, směrem, smyslem a velikostí. Působiště síly je bod, ve kterém se přenáší účinek síly na těleso. Směr
VícePrvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška. Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk,
Prvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk, Způsoby porušení prvků se smykovou výztuží Smyková výztuž přispívá
VíceŘešený příklad: Prostě uložený a příčně nedržený nosník
Dokument č. SX001a-CZ-EU Strana 1 8 Eurokód Připravil Alain Bureau Datum prosinec 004 Zkontroloval Yvan Galéa Datum prosinec 004 Řešený příklad: Prostě uložený a příčně nedržený Tento příklad se týká detailního
VíceŘešený příklad: Vzpěrná únosnost kloubově uloženého prutu s mezilehlými podporami
3,0 VÝPOČET Dokument č. SX00a-CZ-EU Strana 4 áev Řešený příklad: Vpěrná únosnost kloubově uloženého prutu s meilehlými podporami Eurokód Připravil Matthias Oppe Datum červen 00 Zkontroloval Christian Müller
VíceOHYB (Napjatost) M A M + qc a + b + c ) M A = 2M qc a + b + c )
3.3 Řešené příklady Příklad 1: Pro nosník na obrázku vyšetřete a zakreslete reakce, T (x) a M(x). Dále určete M max a proveďte dimenzování pro zadaný průřez. Dáno: a = 0.5 m, b = 0.3 m, c = 0.4 m, d =
Více16. Matematický popis napjatosti
p16 1 16. Matematický popis napjatosti Napjatost v bodě tělesa jsme definovali jako množinu obecných napětí ve všech řezech, které lze daným bodem tělesa vést. Pro jednoznačný matematický popis napjatosti
Vícey 10 20 Obrázek 1.26: Průměrová rovina válcové plochy
36 KAPITOLA 1. KVADRIKY JAKO PLOCHY 2. STUPNĚ 2 1 2 1 1 y 1 2 Obráek 1.26: Průměrová rovina válcové plochy Věta: Je-li definována průměrová rovina sdružená s asymptotickým směrem, potom je s tímto směrem
VíceOTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6
OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6 POSUZOVÁNÍ KONSTRUKCÍ PODLE EUROKÓDŮ 1. Jaké mezní stavy rozlišujeme při posuzování konstrukcí podle EN? 2. Jaké problémy řeší mezní stav únosnosti
VíceT leso. T leso. nap ě tí na prostorovém elementu normálové - působí kolmo k ploše smykové - působí v ploše
Prostorový model ákladní veli č in a vtah nejlépe odrážejí skte č nost obtížn ě ř ešitelný sstém rovnic obtížn ě jší interpretace výsledků ákladní vtah posktjí rámec pro odvoení D a 2D modelů D a 2D model
Více1. výpočet reakcí R x, R az a R bz - dle kapitoly 3, q = q cosα (5.1) kolmých (P ). iz = P iz sinα (5.2) iz = P iz cosα (5.3) ix = P ix cosα (5.
Kapitola 5 Vnitřní síly přímého šikmého nosníku Pojem šikmý nosník je používán dle publikace [1] pro nosník ležící v souřadnicové rovině xz, který je vůči vodorovné ose x pootočen o úhel α. Pro šikmou
VíceKapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).
Kapitola 4 Vnitřní síly přímého vodorovného nosníku 4.1 Analýza vnitřních sil na rovinných nosnících Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena rekapitulace
VíceStatika 2. Smyk za ohybu a prostý smyk. Miroslav Vokáč 12. listopadu ČVUT v Praze, Fakulta architektury.
4. přednáška a prostý smyk Miroslav Vokáč miroslav.vokac@cvut.c ČVUT v Prae, Fakulta architektury 12. listopadu 2018 Věta o vájemnosti tečných napětí x B τ x (B) x B τ x (B) Věta o vájemnosti tečných napětí:
Vícex 2(A), x y (A) y x (A), 2 f
II.10. Etrém funkcí Věta (nutná podmínka pro lokální etrém). Necht funkce f(, ) je diferencovatelná v bodě A. Má-li funkce f v bodě A lokální etrém, pak gradf(a) = 0. Onačme hlavní minor matice druhých
VícePrvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška
Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška Mezní stavy únosnosti - zásady výpočtu, předpoklady řešení. Navrhování ohýbaných železobetonových prvků - modelování, chování a způsob porušení. Dimenzování
VíceŘešený příklad: Návrh ocelového za studena tvarovaného sloupku stěny v tlaku a ohybu
VÝPOČEÍ LS Dokuent: SX07a-Z-EU Strana 9 áev Řešený příklad: ávrh ocelového a studena tvarovaného sloupku stěn v tlaku a ohbu Eurokód E 99--, E 99-- Vpracovali V. Ungureanu,. Ru Datu leden 00 Kontroloval
Více( ) Podmínka plasticity: σ σ 0. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. = σ = σ. f σ σ σ
Podmínka plasticit rovnice popisující všechn stav napětí, které vedou k plastickému přetváření materiálu. ednoosá napjatost charakteriovaná jedinou složkou normálového napětí. Podmínka plasticit: nebo
VíceVzpěr, mezní stav stability, pevnostní podmínky pro tlak, nepružný a pružný vzpěr Ing. Jaroslav Svoboda
Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název: Téma: Autor: Číslo: Anotace: Mechanika, pružnost pevnost Vzpěr,
VíceObecný Hookeův zákon a rovinná napjatost
Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost Základní rovnice popisující napěťově-deformační chování materiálu při jednoosém namáhání jsou Hookeův zákon a Poissonův zákon. σ = E ε odtud lze vyjádřit také poměrnou
VícePosouzení trapézového plechu - VUT FAST KDK Ondřej Pešek Draft 2017
Posouzení trapézového plechu - UT FAST KDK Ondřej Pešek Draft 017 POSOUENÍ TAPÉOÉHO PLECHU SLOUŽÍCÍHO JAKO TACENÉ BEDNĚNÍ Úkolem je posoudit trapézový plech typu SŽ 11 001 v mezním stavu únosnosti a mezním
VíceStatika soustavy těles.
Statika soustavy těles Základy mechaniky, 6 přednáška Obsah přednášky : uvolňování soustavy těles, sestavování rovnic rovnováhy a řešení reakcí, statická určitost, neurčitost a pohyblivost, prut a jeho
VícePrvky betonových konstrukcí BL01 12 přednáška. Prvky namáhané kroutícím momentem Prvky z prostého betonu Řešení prvků při místním namáhání
Prvky betonových konstrukcí BL01 12 přednáška Prvky namáhané kroutícím momentem Prvky z prostého betonu Řešení prvků při místním namáhání Prvky namáhané kroucením Typy kroucených prvků Prvky namáhané kroucením
VíceTéma Přetvoření nosníků namáhaných ohybem
Pružnost plsticit,.ročník bklářského studi Tém Přetvoření nosníků nmáhných ohbem Zákldní vth předpokld řešení Přetvoření nosníků od nerovnoměrného oteplení etod přímé integrce diferenciální rovnice ohbové
VícePRŮŘEZOVÉ CHARAKTERISTIKY
. cvičení PRŮŘEZOVÉ CHRKTERISTIKY Poznámka Pojem průřezu zavádíme u prutových konstrukčních prvků. Průřez je rovinný obrazec, který vznikne myšleným řezem vedeným kolmo k podélné ose nedeformovaného prutu,
VíceDiferenciální rovnice 1
Diferenciální rovnice 7 OBYČEJNÉ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE Diferenciální rovnice jsou velmi důležitou částí matematické analý protože umožňují řešit mimo jiné celou řadu úloh fik a technické prae Při řešení
VícePrvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška
Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška Mezní stavy únosnosti - zásady výpočtu, předpoklady řešení. Navrhování ohýbaných železobetonových prvků - modelování, chování a způsob porušení. Dimenzování
VíceVzpěr jednoduchého rámu, diferenciální operátory. Lenka Dohnalová
1 / 40 Vzpěr jednoduchého rámu, diferenciální operátory Lenka Dohnalová ČVUT, fakulta stavební, ZS 2015/2016 katedra stavební mechaniky a katedra matematiky, Odborné vedení: doc. Ing. Jan Zeman, Ph.D.,
VíceCvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)
VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti (339) Pružnost a pevnost v energetice (Návo do cvičení) Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti) Autor: Jaroslav Rojíček Verze:
VíceOkruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil
Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil Souřadný systém, v rovině i prostoru Síla bodová: vektorová veličina (kluzný, vázaný vektor - využití),
VícePružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test
Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady Povolené pomůcky: psací a rýsovací potřeby, kalkulačka (nutná), tabulka průřezových charakteristik, oficiální přehled
Více* Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty
2. VNITŘNÍ SÍLY PRUTU 2.1 Úvod * Jak konstrukce přenáší atížení do vaeb/podpor? Jak jsou prvky konstrukce namáhány? * Modelování (jednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty 1 Prut: konstrukční prvek,
Vícepři postupném zatěžování opět rozlišujeme tři stádia (viz ohyb): stádium I prvek není porušen ohybovými ani smykovými trhlinami řešení jako homogenní
při postupném zatěžování opět rozlišujeme tři stádia (viz ohyb): stádium I prvek není porušen ohybovými ani smykovými trhlinami řešení jako homogenní prvek, stádium II dříve vznikají trhliny ohybové a
VíceBETONOVÉ KONSTRUKCE B03C +B03K SKOŘEPINOVÉ KONSTRUKCE. Betonové konstrukce B03C +B03K. Betonové konstrukce - B03C +B03K
7.1.017 SKOŘEPINOVÉ KONSTUKCE BETONOVÉ KONSTUKCE B03C B03K Betonové konstrukce - B03C B03K 1 7.1.017 Skořepiny Konstrukční prvky plošnéo carakteru dva převládající roměry konstrukčnío prvku (
VíceMateriálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:
Řešený příklad: Výpočet momentové únosnosti ohýbaného tenkostěnného C-profilu dle ČSN EN 1993-1-3. Ohybová únosnost je stanovena na základě efektivního průřezového modulu. Materiálové vlastnosti: Modul
VíceSkořepinové konstrukce úvod. Skořepinové konstrukce výpočetní řešení. Zavěšené, visuté a kombinované konstrukce
133 BK4K BETONOVÉ KONSTRUKCE 4K Betonové konstrukce BK4K Program výuky Přednáška Týden Datum Téma 1 40 4.10.2011 2 43 25.10.2011 3 44 12.12.2011 4 45 15.12.2011 Skořepinové konstrukce úvod Úvod do problematiky
VícePOŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I
POŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I Zkouška úrovně Alfa (pro zájemce o magisterské studium) Zkouška sestává ze o vstupního testu (10 otázek, výběr správné odpovědi ze čtyř možností, rozsah dle sloupečku Požadavky)
VíceStatika 2. Vybrané partie z plasticity. Miroslav Vokáč 2. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury.
ocelových 5. přednáška Vybrané partie z plasticity Miroslav Vokáč miroslav.vokac@klok.cvut.cz ČVUT v Praze, Fakulta architektury 2. prosince 2015 Pracovní diagram ideálně pružného materiálu ocelových σ
VíceEI GI. bezrozměrný parametr působiště zatížení vzhledem ke středu smyku ζ g =
NB.3 NB.3.1 Rosah planosi Pružný kriický momen π I µ cr 1 + κ w + ζ k 诲诲쩎睃睅 睅 a s 5 s ( + ) I A 1 ψ f )I (hf / ) (1) Posup uvedený v éo příloe je vhodný pro výpoče kriického momenu nosníků konsanního dvojose
VíceHledané složky vektoru tvoří odvěsny pravoúhlého trojúhelníku:
7 Vektor III Předpoklad: 006 Pedagogická ponámka: Příklad, 4, 5 je možné vnechat, důležité je, ab alespoň 5 minut blo na příklad 7 Pedagogická ponámka: Úvodní příklad vužívám k prokoušení látk minulé hodin
VíceNAMÁHÁNÍ NA OHYB NAMÁHÁNÍ NA OHYB
Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: MECHANIKA DRUHÝ ŠČERBOVÁ M. PAVELKA V. 12. KVĚTNA 2013 Název zpracovaného celku: NAMÁHÁNÍ NA OHYB NAMÁHÁNÍ NA OHYB Nejdůleţitější konstrukční prvek pro ohyb je nosník.
VíceSada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce
Stř ední škola stavební Jihlava Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce 20. Prostý ohb Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava šablon registrační číslo projektu:cz.1.09/1.5.00/34.0284 Šablona: III/2
VíceŘešení : Těleso T je elementárním oborem integrace vzhledem k rovině (x,y) a proto lze přímo aplikovat Fubiniovu větu pro trojný integrál.
E. rožíková, M. Kittlerová, F. Mrá: Sbírka příkladů Matematik II (6 III.6. Aplikace trojných integrálů Příklad 6. Užitím vorce pro výpočet objemu tělesa pomocí trojného integrálu (tj.v ddd ukažte, že objem
Více