Zjednodušená deformační metoda (2):

Podobné dokumenty
Stavební mechanika 3 132SM3 Přednášky. Deformační metoda: ZDM pro rámy s posuvnými styčníky, využití symetrie, výpočetní programy a kontrola výsledků.

Stavební mechanika přednáška, 10. dubna 2017

ZDM PŘÍMÉ NOSNÍKY. Příklad č. 1. Miloš Hüttner SMR2 ZDM přímé nosníky cvičení 09. Zadání

Přednáška 1 Obecná deformační metoda, podstata DM

Petr Kabele

Statika soustavy těles.

3. kapitola. Průběhy vnitřních sil na lomeném nosníku. Janek Faltýnek SI J (43) Teoretická část: Příkladová část: Stavební mechanika 2

1. 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.

4.6.3 Příhradové konstrukce

* Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty

Téma 3 Úvod ke staticky neurčitým prutovým konstrukcím

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

Spojitý nosník. Příklady

Statika 1. Miroslav Vokáč ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M. Vokáč. Příhradové konstrukce a názvosloví

Statika 1. Reakce na rovinných staticky určitých konstrukcích. Miroslav Vokáč ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

4.6 Složené soustavy

2.13 Rovinný obloukový nosník zatížený v rovině = staticky určitě podepřený rovinný obloukový prut

Konstrukční systémy vícepodlažních budov Přednáška 5 Stěnové systémy Doc. Ing. Hana Gattermayerová,CSc Obsah

Téma 12, modely podloží

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Příhradové konstrukce

trojkloubový nosník bez táhla a s

Projevy dotvarování na konstrukcích (na úrovni průřezových modelů)

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Prizmatické prutové prvky zatížené objemovou změnou po výšce průřezu (teplota, vlhkost, smrštění )

Předmět: SM02 PRŮBĚH VNITŘNÍCH SIL M(x), V(x), N(x) NA ROVINNÉM ŠIKMÉM PRUTU. prof. Ing. Michal POLÁK, CSc.

Desky. Petr Kabele. Pružnost a pevnost 132PRPE Přednášky. Deska/stěna/skořepina, desky základní předpoklady, proměnné a rovnice

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Stavební mechanika 2 (K132SM02) Přednáší: doc. Ing. Matěj Lepš, Ph.D. Katedra mechaniky K132 místnost D

Téma 8 Příčně zatížený rám a rošt

1. Řešená konstrukce Statické řešení Výpočet průhybové čáry Dynamika Vlastní netlumené kmitání...

FAKULTA STAVEBNÍ. Telefon: WWW:

SMA2 Přednáška 08. Symetrické konstrukce Symetrické a anti(sy)metrické zatížení Silová metoda a symetrie Deformační metoda a symetrie Příklady

Podmínky k získání zápočtu

Kapitola 8. prutu: rovnice paraboly z = k x 2 [m], k = z a x 2 a. [m 1 ], (8.1) = z b x 2 b. rovnice sklonu střednice prutu (tečna ke střednici)

SMA2 Přednáška 08. Symetrické konstrukce Symetrické a anti(sy)metrické zatížení Silová metoda a symetrie Deformační metoda a symetrie Příklady

Vnitřní síly v prutových konstrukcích

STATIKA. Vyšetřování reakcí soustav. Úloha jednoduchá. Ústav mechaniky a materiálů K618

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Princip virtuálních posunutí (obecný princip rovnováhy)

STATIKA STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ I

Průmyslová střední škola Letohrad. Ing. Soňa Chládková. Sbírka příkladů. ze stavební mechaniky

2. kapitola. Co jsou to vnitřní síly, jakými způsoby se dají určit, to vše jsme se naučili v první kapitole.

Jsou to konstrukce vytvořené z jednotlivých prutů, které jsou na koncích vzájemně spojeny a označujeme je jako příhradové konstrukce nosníky.

Princip virtuálních posunutí (obecný princip rovnováhy)

Lineární stabilita a teorie II. řádu

6.3 Momenty setrvačnosti a deviační momenty rovinných obrazců. yda. 1) I y, I z > 0. 2) I y, I z závisí na vzdálenosti plochy od osy II I I I I

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Příklad 7 Průhyb nosníku - složitější případ

Zakřivený nosník. Rovinně zakřivený nosník v rovinné úloze geometrie, reakce, vnitřní síly. Stavební statika, 1.ročník bakalářského studia

Předpjatý beton Přednáška 4

Princip virtuálních prací (PVP)

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Vliv okrajových podmínek na tvar ohybové čáry

Martin NESLÁDEK. 14. listopadu 2017

- Větší spotřeba předpínací výztuže, komplikovanější vedení

A x A y. α = 30. B y. A x =... kn A y =... kn B y =... kn. Vykreslení N, V, M. q = 2kN/m M = 5kNm. F = 10 kn A c a b d ,5 2,5 L = 10

Statika 1. Vnitřní síly na prutech. Miroslav Vokáč 11. dubna ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M.

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Kinematická metoda výpočtu reakcí staticky určitých soustav

Přijímací zkoušky na magisterské studium, obor M

α = 210 A x =... kn A y =... kn A M =... knm

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

Složené soustavy. Úloha: Sestavení statického schématu, tj. modelu pro statický výpočet (např.výpočet reakcí)

Kˇriv e pruty Martin Fiˇser Martin Fiˇ ser Kˇ riv e pruty

Postup při výpočtu prutové konstrukce obecnou deformační metodou

1 Ohyb desek - mindlinovské řešení

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

Nosné desky. 1. Kirchhoffova teorie ohybu tenkých desek (h/l < 1/10) 3. Mindlinova teorie pro tlusté desky (h/l < 1/5)

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

5. Prutové soustavy /příhradové nosníky/

PŘÍHRADOVÉ KONSTRUKCE PŘÍHRADOVÉ KONSTRUKCE PRUTOVÉ SOUSTAVY

Přetvořené ose nosníku říkáme ohybová čára. Je to rovinná křivka.

Nelineární analýza materiálů a konstrukcí (V-132YNAK) Přednáška 2 Princip metody konečných prvků

4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil

1 Stabilita prutových konstrukcí

Stavební mechanika 1 (K132SM01)

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

Pružnost a plasticita II CD03

Kapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).

K618 FD ČVUT v Praze (pracovní verze). Tento materiál má pouze pracovní charakter a bude v průběhu semestru

Autor: Vladimír Švehla

Výpočet přetvoření a dimenzování pilotové skupiny

Pružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

Příklad oboustranně vetknutý nosník

Geometricky nelineární analýza příhradových konstrukcí

4. cvičení výpočet zatížení a vnitřních sil

Stavební mechanika 1 (K132SM01)

Sedmé cvičení bude vysvětlovat tuto problematiku:

Teorie tkaní. Modely vazného bodu. M. Bílek

Program EduBeam. Uživatelský manuál. 13. března Vít Šmilauer, Bořek Patzák, Jan Stránský

5 Úvod do zatížení stavebních konstrukcí. terminologie stavebních konstrukcí terminologie a typy zatížení výpočet zatížení od vlastní tíhy konstrukce

Kapitola 2. o a paprsek sil lze ztotožnit s osou x (obr.2.1). sil a velikost rovnou algebraickému součtu sil podle vztahu R = F i, (2.

Statika 2. Vetknuté nosníky. Miroslav Vokáč 2. listopadu ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 2. M.

Statika tuhého tělesa Statika soustav těles. Petr Šidlof

Elastica prutu v tlaku i tahu

Transkript:

Stavební mechanika 1SM Přednášky Zjednodušená deformační metoda () Prut s kloubově připojeným koncem (statická kondenzace). Řešení rovinných rámů s posuvnými patry/sloupy.

Prut s kloubově připojeným koncem Při řešení spojitých nosníků a rámů s neposuvnými styčníky def. metodou uvažujeme jako základní neznámé styčníková pootočení, kterým není bráněno vazbami. Počtu těchto neznámých odpovídá počet rovnic (styčníkových podmínek rovnováhy), které musíme řešit. Počet neznámých a tím i počet rovnic soustavy můžeme snížit uvážením nulových momentů v kloubových styčnících tzv. statickou kondenzací.

Prut s kloubově připojeným koncem 1 standardní postup vylepšený postup + =0 =0 + =0 základní neznámé rovnice 1 základní neznámá 1 rovnice

Prut s kloubově připojeným koncem Tuhé připojení vlevo, kloub vpravo (VK) M ba = 0 M ab M ba + + =0 = + + = + + = = + = + =, +, =0,, 4

Prut s kloubově připojeným koncem =, +, = Např. f L = 1 1, = 1 1, = = 1 1 1 1 1 = 1 8 5

Prut s kloubově připojeným koncem - průhyb Vliv pootočení styčníků na průhyby Řešením dif. rovnice ohybové čáry obdržíme rovnice průhybů pro stav (ϕ), = +, = pro zjednodušení zápisu bezrozměrná souřadnice 6

Shrnutí vzorců pro ZDM s neposuvnými styčníky Základní případ prut s tuhým připojením ke styčníkům (VV) = + = + =! = = + 7

Shrnutí vzorců pro ZDM s neposuvnými styčníky Prut s tuhým připojením vlevo a kloubovým vpravo (VK),, = = 4 =!, =0, = + = 8

Shrnutí vzorců pro ZDM s neposuvnými styčníky Prut s kloubovým připojením vlevo a tuhým vpravo (KV),, =0, = = 4 =!, = = 9

Tabulka pro deformační metodu 10

Tabulka pro deformační metodu Koncové momenty pro stav (f) Koncové momenty pro stav (f) + (ϕ) 11

Příklad rám s pruty KV Zadání f = 60 kn/m Pruty, styčníky, neznámé 4 m 1 KV! =48 MNm =48 10 knm 6 m KV základní neznámá... příslušná podmínka rovnováhy... + =0 1

Příklad rám s pruty KV f = 60 kn/m Prut 1-1 KV 4 m Z tabulky DM! =48 MNm =48 10 knm KV 6 m =, +! ( ) = 8 +! = 60 4 8 + 48 10 4 = 10+6 10 1

Příklad rám s pruty KV f = 60 kn/m Prut - 1 KV 4 m Z tabulky DM! =48 MNm =48 10 knm KV 6 m =, +! ( ) =0+! =0+ 48 10 6 =4 10 14

Příklad rám s pruty KV f = 60 kn/m Rovnováha styčníku 1 4 m = 10+6 10 =4 10 6 m Základní rovnice def. metody + =0 10+6 10 +4 10 =0 60 10 =10 = 10 - rad = [mrad] 15

Příklad rám s pruty KV 1 f = 60 kn/m 4 m Koncové momenty = 10 - rad = [mrad] = 10+6 10 = 48 [knm] =4 10 =48 [knm] 6 m Kontrola rovnováhy styčníku 16

Příklad rám s pruty KV f = 60 kn/m Koncové síly prutů 1 = 48 [knm] =48 [knm] 4 m 6 m 17

Příklad rám s pruty KV 1 f = 60 kn/m 4 m Koncové osové síly prutů ze silových podmínek rovnováhy styčníku 6 m 18

Příklad rám s pruty KV 1 f = 60 kn/m 4 m Průběhy M, V 6 m 19

Příklad rám s pruty KV Průběhy M, V 48 108 1 M [ knm] V [ kn] 8 0

Příklad rám s pruty KV Průběh N 8 N [ kn] 1 1

Příklad rám s pruty KV Výpočet posunů (prut -) výpočet posunů kolmých na osu prutu, =, = pro prut - jde o vodorovný posun (kolmý na osu svislého prutu) kladná orientace posunu lokální osa (pro prut -) hodnota vodorovného posunu uprostřed výšky sloupu = 0,5 0,5 = 6 ( 0,75)=,5 mm lokální osa (pro prut -)

Příklad rám s pruty KV Deformovaný tvar konstrukce deformovaný tvar [ 00 ]

Zanedbání vlivu styčníkových posunů Proč jsme v příkladech brali v úvahu pouze pootočení nepodepřeného styčníku, ale ne jeho posuny?? Použili jsme tzv. zjednodušenou deformační metodu (ZDM), podle které je normálová tuhost považována za nekonečnou, takže nedochází ke změně délky střednice. 4

Zanedbání vlivu styčníkových posunů Důsledky použití ZDM s neposuvnými styčníky pro konstrukce Je-li posunutí ve styčníku v důsledku zkrácení sloupu velmi malé... můžeme zanedbat. Vodorovnému posunutí patra nebrání vazby... nelze zanedbat!! 5

ZDM s posuvnými styčníky Lze použít zjednodušenou deformační metodu (t.j. uvažovat normálovou tuhost prutů ) i v případě, kdy posunutí styčníků není bráněno vazbami? Ano, ale posunutí styčníků v důsledku ohybu prutů je třeba zohlednit. 1 5 1 4 4 6 9 =9...posunutí patra = 8...posunutí sloupu Styčníkové posuny ve směru osy prutu nejsou nezávislé, ale jsou vázány podmínkou nestlačitelnosti prutu (patra nebo sloupu). Pro řešení těchto posunů použijeme silové podmínky rovnováhy patra nebo sloupu. Pro sestavení těchto podmínek budeme potřebovat koncové síly prutů. 6

ZDM s posuvnými styčníky Koncové momenty a síly prutu Vztahy pro koncové síly a momenty nejprve vyjádříme v lokální souřadnicové soustavě prutu. Jsou považovány za kladné, pokud styčník působí na prut v kladném smyslu. a b a b 7

ZDM s posuvnými styčníky Výpočet koncových momentů a sil Pro výpočet koncových sil a momentů prutu použijeme superpozici tří pomocných stavů () () () () Stav () pouze skutečné zatížení prutu, nulové pootočení a posuny styčníků () () () () Stav () pouze pootočení styčníků (=) (=) (=) (=) Stav () pouze posunutí styčníků 8

Koncové síly prutu v lokální souř. soustavě Koncové síly a momenty od zatížení prutu - stav() () () () > () () () / / () () Řešením dif. rovnice jsme dříve odvodili = 1 = 1 = > 8 = > 8 Z podmínek rovnováhy prutu () = () = () > = () = > 9

Koncové síly prutu v lokální souř. soustavě Koncové síly a momenty od koncových pootočení - stav() () () () () =! Řešením dif. rovnice jsme dříve odvodili = + = + Z podmínek rovnováhy prutu = + = + = + = + 0

Koncové síly prutu v lokální souř. soustavě Koncové síly a momenty od koncových posunutí - stav() Řešením dif. rovnice odvodíme! @ AA =0 =B +B +B +B C 0 =... B C = A 0 =0... B =0 = A =0 E... B = ( ) B = ( ) = ( ) ( ) + 1

Koncové síly prutu v lokální souř. soustavě Koncové síly a momenty od koncových posunutí - stav (w) = ( ) ( ) + =! =! ( ) =! 6 =! ( ) 6 = ( ) 6

Koncové síly prutu v lokální souř. soustavě Koncové síly a momenty od koncových posunutí - stav (w) (=) (=) (=) ()= ( ) 6 G = A = ( ) 6 (=) = = 0 = ( ) = = = ( ) = = G 0 = 6 ( ) = =G = 6 ( )

Koncové síly prutu v lokální souř. soustavě Koncové síly a momenty ohybové účinky koncových přemístění () () () () (=) () (=) = + (=) (=) (=) (=) (=) () (=) = + (=) () (=) = + (=) () (=) = + 4

Koncové síly prutu v lokální souř. soustavě Koncové síly a momenty ohybové účinky koncových přemístění = = + + = = + + (=) = + + (=) (=) (=) (=) (=) = + + 5

ZDM s posuvnými styčníky Globální a lokální souřadnicové soustavy Při použití ZDM pro konstrukce s posuvnými styčníky budeme používat jako základní neznámé pootočení a patrové/sloupové posuny 9, vztažené ke globální souřadnicové soustavě. x, u x, u z, w z, w 1 5 1 4 4 6 V globální souřadnicové soustavě budeme také sestavovat silové podmínky rovnováhy. z, Z x, X 1 4 6

ZDM s posuvnými styčníky Vztahy pro koncové síly a momenty prutu jsme ale odvodili vzhledem k lokální souřadnicové soustavě 7

ZDM s posuvnými styčníky Transformace mezi souřadnicovými soustavami pro pravoúhlé rámy Doporučená volba lokání souřadnicové soustavy lokální osa je orientovaná dolu nebo doprava, např x globální soustava x z z 1 1 4 4 5 6 lokální soustava prutu 8

ZDM s posuvnými styčníky Doporučená volba lokání souřadnicové soustavy lokální osa je orientovaná dolu nebo doprava, např globální soustava x, u, X 1 4 Svislý prut, např. 7- z, w, Z 5 6 7 8 =9 =I H 9 10 Vodorovný prut, např. - =9 H =I H = = = = 9

ZDM s posuvnými styčníky Základní neznámé a rovnice ZDM Styčníkové pootočení Momentová podmínka styčníku Posunutí patra nebo sloupu Silová podmínka rovnováhy patra nebo sloupu (tzv. patrová nebo sloupová rovnice) 40

ZDM s posuvnými styčníky Základní neznámé a rovnice ZDM - příklady 1 4 I +I C => J 41

ZDM s posuvnými styčníky Základní neznámé a rovnice ZDM - příklady 1 + + 8C + 8K => L 4 5 6 5 4

ZDM s posuvnými styčníky Základní neznámé a rovnice ZDM - příklady 1 4 5 6 7 8 4

ZDM s posuvnými styčníky Základní neznámé a rovnice ZDM - příklady 1 4 5 6 7 8 44

Tento dokument je určen výhradně jako doplněk k přednáškám z předmětu Stavební mechanika pro studenty Stavební fakulty ČVUT v Praze. Dokument je průběžně doplňován, opravován a aktualizován a i přes veškerou snahu autora může obsahovat nepřesnosti a chyby. Autor srdečně děkuje kolegům prof. Milanovi Jiráskovi a doc. Jitce Bittnarové za to, že mu laskavě poskytli své přednáškové materiály jako zdroj nejen inspirace, ale i některých formulací, obrázků a příkladů. Datum poslední revize 7..017 45