Stavební mechanika 2 (K132SM02)

Podobné dokumenty
* Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty

Vnitřní síly v prutových konstrukcích

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

Stavební mechanika 1 (K132SM01)

Zjednodušená deformační metoda (2):

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

Podmínky k získání zápočtu

Přednáška 1 Obecná deformační metoda, podstata DM

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

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

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

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

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

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

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

4.6.3 Příhradové konstrukce

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

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. zimní semestr

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. zimní semestr

Statika soustavy těles.

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.

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)

Stavební mechanika 1 (K132SM01)

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

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

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

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

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

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Požadavky pro písemné vypracování domácích cvičení

4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil

4. cvičení výpočet zatížení a vnitřních sil

Téma 8 Příčně zatížený rám a rošt

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

Příhradové konstrukce

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

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

4.6 Složené soustavy

2. přednáška, Zatížení a spolehlivost. 1) Navrhování podle norem 2) Zatížení podle Eurokódu 3) Zatížení sněhem

5. Statika poloha střediska sil

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

OHYB (Napjatost) M A M + qc a + b + c ) M A = 2M qc a + b + c )

trojkloubový nosník bez táhla a s

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

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

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

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

Ing. Jitka Řezníčková, CSc., Ing. Jan Šleichrt, Ing. Jan Vyčichl, Ph.D.

Zatíženía spolehlivost (K132ZASP)

Stavební mechanika přednáška, 10. dubna 2017

5. Prutové soustavy /příhradové nosníky/

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

PŘÍHRADOVÉ KONSTRUKCE PŘÍHRADOVÉ KONSTRUKCE PRUTOVÉ SOUSTAVY

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY PŘEDMĚT BL001 rok 2017/2018

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

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

4. Napjatost v bodě tělesa

Projevy dotvarování na konstrukcích (na úrovni průřezových modelů)

PRŮŘEZOVÉ CHARAKTERISTIKY

Střední škola automobilní Ústí nad Orlicí

Lineární stabilita a teorie II. řádu

Kinematická metoda výpočtu reakcí staticky určitých soustav

graficky - užití Cremonova obrazce Zpracovala: Ing. Miroslava Tringelová

Princip virtuálních prací (PVP)

Napětí v ohybu: Výpočet rozměrů nosníků zatížených spojitým zatížením.

Petr Kabele

NOSNÍK NA PRUŽNÉM PODLOŽÍ (WINKLEROVSKÉM)

BL001 Prvky betonových konstrukcí

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY předmět BL01 rok 2012/2013

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

b) Po etní ešení Všechny síly soustavy tedy p eložíme do po átku a p ipojíme p íslušné dvojice sil Všechny síly soustavy nahradíme složkami ve sm

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

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření NPS a TZB

Statika 2. Miroslav Vokáč 6. ledna ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 2. M. Vokáč. Grafické metody statiky

P řed m lu va 11. P o u žitá sym b o lik a 13. I. Z á k la d y s ta v e b n í m e c h a n ik y - s ta tik y

Výpočet sedání kruhového základu sila

Přímková a rovinná soustava sil

PRUŽNOST A PLASTICITA I

K výsečovým souřadnicím

BO009 KOVOVÉ MOSTY 1 NÁVOD NA VÝPOČET VNITŘNÍCH SIL NA PODÉLNÝCH VÝZTUHÁCH ORTOTROPNÍ MOSTOVKY. AUTOR: Ing. MARTIN HORÁČEK, Ph.D.

Téma 3 Úvod ke staticky neurčitým prutovým konstrukcím

Tutoriál programu ADINA

1/7. Úkol č. 9 - Pružnost a pevnost A, zimní semestr 2011/2012

Ve výrobě ocelových konstrukcí se uplatňují následující druhy svařování:

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

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

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

STAVEBNÍ STATIKA. Ing. Petr Konečný, Ph.D. LPH 407/3. tel

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ Statické řešení výztuže podzemních děl

Program předmětu YMVB. 1. Modelování konstrukcí ( ) 2. Lokální modelování ( )

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Veronika Drobná VB1STI02 Ing. Michalcová Vladimíra, Ph.D.

Úvod do soustav sil. 1. Axiom o rovnováze sil F 1 F 2. tuhém tělese na stejném paprsku jsou v rovnováze. Axiomy statiky. Statika 1. M. Vokáč.

1 Ohyb desek - mindlinovské řešení

SOU plynárenské Pardubice Mechanika - Statika - příhradové konstrukce

Transkript:

Stavební mechanika 2 (K132SM02) Přednáší: doc. Ing. Matěj Lepš, Ph.D. Katedra mechaniky K132 místnost D2034 e-mail: matej.leps@fsv.cvut.cz konzultační hodiny budou upřesněny později

https://mech.fsv.cvut.cz/student/ Podklady

Organizace předmětu SM02 Získat ze zápočtového testu alespoň 10 bodů ze 20 možných lespoň 6 z 9 povinných příkladů (domácích úkolů) správně vyřešit do termínu stanoveného individuálně pro každý domácí úkol. Současně v písemné formě v kvalitní grafické úpravě vypracovaný úkol odevzdat na následujícím cvičení cvičícímu. Správně vyřešit 9 povinných příkladů (domácích úloh) do stanoveného termínu (neděle 15.1.2017 24:00). Splnění doplňujících požadavků cvičícího.

Organizace předmětu SM02

Grafická úprava Řešení zadaných příkladů vypracovat na papírech formátu 4. Obrázky, text a výpočty psát obyčejnou tužkou (v případě chyby se totiž může gumovat) pouze na jednu stranu papíru. Každou stránku očíslujte! Každý domácí úkol opatřit na titulní straně tabulkou, která bude narýsována nebo vytištěna na počítači a ve které se uvede příjmení, jméno, paralelka, studijní skupina (do které student chodí na cvičení), pořadové číslo domácího úkolu. Na začátku řešení se uvede zadání domácí úlohy (stačí výtisk zadání úlohy z internetu, ve kterém budou doplněny konkrétní číselné hodnoty pro studentovo osobní zadání).

Organizace předmětu SM02 Termín řádného zápočtového testu je pondělí 5.12.2016, 14:00, C215 Řádný termín pro udělení zápočtu je poslední den zápočtového týdne pátek 6.1.2016. Poslední možný termín pro zapsání zápočtu je pátek 27.1.2016. Pravděpodobný termín opravného zápočtového testu je pondělí 2.1.2017 (páteční výuka!). Přihlášení na zkoušku podmíněno zápisem zápočtu v KOS.

Statická určitost/neurčitost Nezbytné znalosti ze SM01

Výpočet reakcí Nezbytné znalosti ze SM01

Literatura

Výpočet vnitřních sil Komerční SCI, ID Nexis, Feat, Fine, Existují studentské verze https://www.ideastatica.com/ Statický software Volně dostupné Komplexní, např. EduBeam http://www.oofem.org/wiki/doku.php?id=edubeam:edubeam Dílčí http://www.zbynekvlk.cz/vyuka/rocnik1/index_1r.html# Výpočet průřezových charakteristik Komerční Volně dostupné Např. http://www.zbynekvlk.cz/vyuka/rocnik1/index_1r.html#

1.VNITŘNÍ SÍLY PRUTU 1.1 Úvod * Jak konstrukce přenáší zatížení do vazeb/podpor? Jak jsou prvky konstrukce namáhány? * Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty

Prut: konstrukční prvek, jehož jeden rozměr (délka) převládá nad ostatními. h l >> h l >> b l b Průřez: příčný řez prutu Střednice: čára tvořená těžišti průřezů prutu Pruty budeme modelovat jejich střednicí.

Prostorový prut - střednice je prostorová křivka nebo lomená čára Rovinný prut - střednice je rovinná křivka nebo lomená čára Prizmatický prut - přímý prut konstantního průřezu osa Obecný prut - zakřivený, proměnného průřezu

Nosník = podepřený prut Př: Prostý nosník Prostý nosník s převislými konci Konzolový nosník, konzola, krakorec

Nosníky přímé obloukové lomené prutové soustavy

1.2 Vnitřní síly prutu bychom mohli popsat, jak prut přenáší zatížení po celé své délce, t.j. jak jsou namáhány jednotlivé průřezy prutu, zavádíme veličiny... vnitřní síly prutu.

Vnitřní síly prutu L Prut v rovnováze (reakce a zatížení... rovnovážná soustava sil) P rozdělíme fiktivním řezem na 2 části L a P by každá část byla v rovnováze, musí v řezu působit síly a momenty: F P, M P... účinek části P na L, uvádí část L do rovnováhy F L, M L... účinek části L na P, uvádí část P do rovnováhy L kce a reakce: L P P L P P = - L P = - L

M y y V y V z N P x T=M x Ve zkoumaném řezu zavedeme lokální souřadnicový systém x-y-z; osa x tečna ke střednici, y, z normály P z M z Vntiřní síly prutu Vektory P a P rozložíme do složek: F Px = N... normálová síla [N] F Py = V y... posouvající síla [N] F Pz = V z... posouvající síla [N] M Px = T = M x... kroutící moment [Nm] M Py = M y... ohybový moment [Nm] M Pz = M z... ohybový moment [Nm]

Kladná orientace vnitřních sil Záporně orientovaný průřez (vidíme ze směru záporné poloosy x) P = - L P = - L P M z M y y V y V z N T x T N V z P M y P z M z Kladně orientovaný průřez (vidíme ze směru kladné poloosy x) kladné vnitřní síly orientované shodně se souřadnicovými osami L y V y z kladné vnitřní síly orientované opačně než souřadnicové osy x

Rovinný prut zatížený v rovině x g z g zjednodušení vnitřních sil: N x y V Pokud: 1) střednice - rovinná křivka 2) vnější síly (zatížení a reakce) - rovnovážná soustava v rovině střednice V y = 0 T = M z = 0 z podmínek rovnováhy oddělené části Vnitřní síly: N... normálová síla [N] V z = V... posouvající síla [N] M y = M... ohybový moment [Nm] z

Vnitřní síly prutu - roštové konstrukce: Obecně platí Nenulové jsou pouze tři vnitřní síly V z 0 ; T 0 ; M y 0 ; Zbývající tři jsou vždy nulové N = 0 ; V y = 0 ; M z = 0 ; M y T x y V z z

Kladná orientace vnitřních sil x g z g z M V N x N V M z x Kladně orientovaný průřez (vidíme ze směru kladné poloosy x) Záporně orientovaný průřez (vidíme ze směru záporné poloosy x)

Příklad 1: Určete vnitřní síly v průřezu rovinného nosníku. (kn, m) (kn, m)

(kn, m)

Příklad 2: Určete vnitřní síly v průřezu prostorového nosníku. (kn, m) (kn, m)

(kn, m)

(kn, m)

1.3 Sřednicový model rovinného prutu Pruty budeme modelovat jejich střednicí.

Zatížení prutu/nosníku Pruty modelujeme jejich střednicí veškeré síly působící na konstrukci (zatížení i reakce) redukujeme ke střednici Příklady: h h 2 F h/2 h/2 h B osamělé v síly/reakce redukujeme k těžišti průřezu, ve F z h kterém působí F F x x 2 v h B

f z x z f x f x d x z m= f x d spojité momentové zatížení [Nm/m]

f f z = f sin f x = f cos d x z f x = f cos f z = f sin m= f cos d

F F z F x d 1 d 1 zatížení působící v této oblasti redukujeme ke styčníku d 2 d 2 F z F x M 2 = F z d 2 M 1 = F x d 1

f F= f d 2 zatížení působící v této oblasti redukujeme ke styčníku d 2 d 2 F= f d 2 M s =F

Orientace lokálního souřadnicového systému (rovinná kce.) osa x... vždy tečná ke střednici prutu osa z... preferujeme ve směru zemské tíže (shora dolu) nebo zleva doprava x-z pravotočivá soustava souřadnic x x z x x x z z x z z x x z z x někdy též z z z x * "spodní" vlákna (stranu) prutů označujeme čárkovanou čarou

Poznámka: Vztah volby spodních vláken a znaménka ohybových momentů (viz další přednáška) F F F F L + +

1.4 Výpočet vnitřních sil v daném průřezu prutu (rovinná složená sousava) Určete vnitřní síly v průřezu. F f 1 1) Prut vyjmeme ze soustavy a určíme všechny vnější síly na něj působící (zatížení a reakce) F F R1 f 2 h v B h B v

2) Prut rozdělíme řezem na části L a P a do řezu zavedeme neznámé vnitřní síly. h v F F R1 h v F L M V N N M V F R1 P B h B h B v B v 3) Pro výpočet vnitřních sil můžeme uvážit rovnováhu nebo ekvivalenci vnějších a vnitřních sil.

3a) Rovnováha: Vnitřní síly interpretujeme jako síly uvádějící do rovnováhy oddělenou část prutu. Vnitřní síly v řezu určíme z podmínek rovnováhy všech sil působících na oddělenou část prutu L nebo P: V h v F F R1 h v F L M V N N M F R1 P Bv B h L: h, v, F, N, V, M... musí být v rovnováze Bv B h P: B h, B v, F R1, N, V, M... musí být v rovnováze * ť použijeme část L nebo P, vnitř. síly N, V, M musí vyjít stejně (akce a reakce) kontrola výsledku!

3b) Ekvivalence: Vnitřní síly interpretujeme jako síly vyjadřující účinek jedné oddělené části prutu na druhou. Vnitřní síly v řezu určíme z podmínek ekvivalence všech sil působících na opačné straně průřezu: V F R1 F F M M N h h v L v N L P L V P B h h, v, F jsou ekvivalentní N, V, M působícím na P B v B h, B v, F R1 jsou ekvivalentní N, V, M působícím na L * ť použijeme část L nebo P, vnitř. síly N, V, M musí vyjít stejně (akce a reakce) kontrola výsledku!

Příklad: Vypočítejte vnitřní síly v řezech, B, C dané konstrukce. F 2 = 2 kn F 1 = 8 kn B f = 1,5 kn/m C 3 3 2 2 4 (m) Reakce: 2 6 4 4 3 6 8 3 8 4 4 5 (kn) 9

Průřez : Výpočet z rovnováhy oddělené části prutu "zleva" M V N 5 0 N 5kN 8 N 8 4 3 3 5 (m, kn) V 4 8 8 0 V 4kN M 46 86 83 0 M 0kNm

Průřez : Výpočet z rovnováhy oddělené části prutu "zprava" V 2 1,5 4 4 N M 3 N 6 3 2 0 N 5kN 2 2 V 4 0 V 4kN (m, kn) M 43 62 0 M 0kNm

Průřez : Výpočet z ekvivalence vnitřních sil a sil působících na opačné straně průřezu (zleva) V 8 M N 5kN N 8 5 4 3 3 (m, kn) V M 4 8 8 4kN 46 86 83 0kNm Pozn.: oproti výpočtu z rovnováhy není třeba hledané vnitř síly převádět na druhou stranu rovnice... rychlejší výpočet

Průřez B: Výpočet z rovnováhy oddělené části prutu "zleva" 2 B M B N B N 4 8 8 0 N 4kN B B 8 8 V B 4 3 3 V 5 2 0 V 3kN B B M 46 86 83 20 0 M 0kNm B B 5 (m, kn)

Průřez B: Rovnováha ve styčníku V 2 N V B M B B N N B V 0 NB V 4kN B VB N 2 0 VB N 2 3kN M (m, kn) M M 0 M M 0kNm B B

Průřez C: 2 1,5 2 C M C N C 8 8 4 V C 3 3 5 2 N 4 8 8 0 N 4kN C C (m, kn) V 5 2 3 0 V 0kN C M 46 86 83 22 52 31 0 M 3kNm C C C

Průřez C: (alternativní výpočet): N B V B 1,5 2 C M C N C M B 2 V C (m, kn) N N 0 N N 4kN C B C B V V 3 0 V V 3 0kN C B C B M M V 2 3 1 0 M 3kN C B B C

2.5 Vnitřní síly v průřezu vs. vnitřní síly v bodě střednice V bodech, kde se mění tvar střednice (a) stýká více prutů (e) působí osamělá síla či moment (b, c) je umístěna vazba (d) mohou mít vnitřní síly nespojitost. V takovýchto bodech je třeba vypočítat vnitřní síly ve všech přilehlých průřezech. a b c d e

Viz předchozí příklad: Určete vnitřní síly v bodě a. V bodě a zleva průřez V bodě a zprava průřez B 8 2 a 6 3 4 N M 8 V 8 2 B M B V B N B 8 4 8 4 8 4 5 (m, kn) N V M 5 5kN 4kN 0kNm N V B M B 5 4kN 3kN B 0kNm

Př.: Spočtěte vnitřní síly v podporách, koncích nosníku a pod silami 10 kn 10 kn 2 m 2 m 5 kn 5 kn 10 kn 10 kn 1 m 2 m 1 m 20 kn 20 kn 10 kn 10 kn 1 m 1 m 1 m 10 kn 1 m 1 m 1 m 10 kn 10 kn 10 kn 10 kn

Tento dokument je určen výhradně jako doplněk k přednáškám z předmětu Stavební mechanika 2 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. Při přípravě této přednášky byla použita řada materiálů laskavě poskytnutých doc. Vítem Šmilauerem, Ph.D., prof. Ing. Michalem Polákem, CSc. a prof. Ing. Petrem Kabelem, Ph.D., ze Stavební fakulty ČVUT. Ostatní zdroje jsou ocitovány v místě použití. Prosba. V případě, že v textu objevíte nějakou chybu nebo budete mít námět na jeho vylepšení, ozvěte se prosím na matej.leps@fsv.cvut.cz. Datum poslední revize: 3.10.2016 Matěj Lepš 2016