Integrální definice vnitřních sil na prutu

Podobné dokumenty
Přednáška 09. Smyk za ohybu

Rovnoměrně ohýbaný prut

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost. Napětí statické rovnice Deformace geometrické rovnice Zobecněný Hookeův zákon Příklad zemní tlak v klidu

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Kinematická metoda výpočtu reakcí staticky určitých soustav

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Jednoosá tahová zkouška betonářské oceli

SMA2 Přednáška 09 Desky

Přednáška 10. Kroucení prutů

Princip virtuálních posunutí (obecný princip rovnováhy)

Princip virtuálních posunutí (obecný princip rovnováhy)

Vybrané metody řešení soustavy rovnic. Podmínky rovnováhy či ekvivalence vedou často na soustavu rovnic, např.

Přednáška 10. Kroucení prutů

Přednáška 10. Kroucení prutů

Princip virtuálních prací (PVP)

Vícerozměrné úlohy pružnosti

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost

Jednoosá tahová zkouška betonářské oceli

Redukční věta princip

Vícerozměrné úlohy pružnosti

Rekapitulace princip virtuálních sil pro tah/tlak

Přednáška 01 Úvod + Jednoosá napjatost

Přednáška 01 PRPE + PPA Organizace výuky

Stupně volnosti a vazby hmotných objektů

Pružnost, pevnost, plasticita

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

Složené soustavy v rovině, stupně volnosti

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

Přednáška 02. License" found at

Organizace výuky. Přednášející: Doc. Ing. Vít Šmilauer, Ph.D., B312 Konzultační hodiny St (po domluvě i jindy)

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

Organizace výuky. Přednášející: Doc. Ing. Vít Šmilauer, Ph.D., B312 Konzultační hodiny St (po domluvě i jindy)

Statika 2. Excentrický tlak za. Miroslav Vokáč 6. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 2. M.

Přednáška 05. Vybočení ideálně přímého prutu Vybočení prutu s počáteční deformací Okrajové podmínky a staticky neurčité případy Příklady

Normálová napětí v prutech namáhaných na ohyb

Název materiálu: Hydrostatická tlaková síla a hydrostatický tlak

Téma 7 Smyková napětí v ohýbaných nosnících

Normálová napětí při ohybu - opakování

Smyková napětí v ohýbaných nosnících

Téma 6 Normálová napětí v prutech namáhaných na ohyb

Statika 2. Kombinace namáhání N + M y + M z. Miroslav Vokáč 19. října ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Rovinná napjatost a Mohrova kružnice

Stavební mechanika 1 - K132SM1 Structural mechanics

Lokalizace QGIS, GRASS

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

Statika 2. Smyk za ohybu a prostý smyk. Miroslav Vokáč 12. listopadu ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Přibližné řešení úloh mechaniky

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

Ohyb - smyková napětí

Rastrová reprezentace geoprvků model polí Porovnání rastrové a vektorové reprezentace geoprvků Digitální model terénu GIS 1 153GS01 / 153GIS1

Téma 10 Úvod do rovinné napjatosti

PostGIS Topology. Topologická správa vektorových dat v geodatabázi PostGIS. Martin Landa

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

Vnitřní síly v prutových konstrukcích

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

5. Ohýbané nosníky Únosnost ve smyku, momentová únosnost, klopení, MSP, hospodárný nosník.

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

Rovinná a prostorová napjatost

Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce

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

Obecná soustava sil a momentů v prostoru

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

Rovinný svazek sil. Lze odvodit z obecného prostorového svazku sil vyloučením jedné dimenze. =F i. =F ix. F 2x. e 2. = F 1x. F ix. n Fi sin i.

* Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty

SLOUP NAMÁHANÝ TLAKEM A OHYBEM

PostGIS Raster. Správa rastrových dat v geodatabázi PostGIS. Martin Landa. 155UZPD Úvod do zpracování prostorových dat, zimní semestr

Hydromechanické procesy Hydrostatika

Osové a deviační momenty setrvačnosti ploch (opakování ze 4. cvičení) Momenty setrvačnosti k otočeným osám Kroucení kruhových a mezikruhových průřezů

Podmínky k získání zápočtu

3.1 Shrnutí základních poznatků

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

GIS 1 155GIS1. Martin Landa Lena Halounová. Katedra geomatiky ČVUT v Praze, Fakulta stavební

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

14/03/2016. Obsah přednášek a cvičení: 2+1 Podmínky získání zápočtu vypracovaná včas odevzdaná úloha Návrh dodatečně předpjatého konstrukčního prvku

PRUŽNOST A PLASTICITA I

5 SLOUPY. Obr. 5.1 Průřezy ocelových sloupů. PŘÍKLAD V.1 Ocelový sloup

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

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

ZÁKLADNÍ POJMY A VZTAHY V TECHNICKÉ PRUŽNOSTI

Výpočet tenkostěnných nosníků. Magdaléna Doleželová

5. Statika poloha střediska sil

MATEMATIKA III. π π π. Program - Dvojný integrál. 1. Vypočtěte dvojrozměrné integrály v obdélníku D: ( ), (, ): 0,1, 0,3, (2 4 ), (, ) : 1,3, 1,1,

EI GI. bezrozměrný parametr působiště zatížení vzhledem ke středu smyku ζ g =

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

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

Úlohy rovnováhy staticky určitých konstrukcí

BETONOVÉ KONSTRUKCE B03C +B03K SKOŘEPINOVÉ KONSTRUKCE. Betonové konstrukce B03C +B03K. Betonové konstrukce - B03C +B03K

= 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

1.1 Steinerovy věty. lineární momenty a momenty kvadratické. Zajímat nás budou nyní osové kvadratické. v ohybu. Jejich definice je

Předpoklady: konstrukce je idealizována jako soustava bodů a tuhých těles (v prostoru) nebo bodů a tuhých desek (v rovině) konstrukce je v rovnováze

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

K výsečovým souřadnicím

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

6.1 Shrnutí základních poznatků

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

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Řešený příklad: Prostě uložený a příčně nedržený nosník

Příloha č. 1. Pevnostní výpočty

PRŮŘEZOVÉ CHARAKTERISTIKY

pedagogická činnost

Transkript:

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 Universit in Prague, Facult of Civil Engineering, Department of Mechanics, Cech Republic Permission is granted to cop, distribute and/or modif this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1. or an later version published b the Free Software Foundation; with no Invariant Sections, no Front-Cover Texts, and no Back-Cover Texts. cop of the license is included in the section entitled "GNU Free Documentation License" found at http://www.gnu.org/licenses/ 1

Integrální definice vnitřních sil na prutu Vektor napětí na průřeu prutu, τ x, τ x Vnitřní síl na prutu x N x = V = V = d= i N x, i τ x d= i V, i τ x d= i V, i... Tah/tlak... Smk... Smk x x x M x = (τ x τ x )d = i V,i i V, i i... Kroucení M = M = d= i N i i d= i N i i... Ohb... Ohb x M V N x V M M x

Způsobuje křivost ároveň i moment M? Pro obdélníkový průře ε x (x,)=ε x, s (x)+κ (x) (x,)=e ε x (x, )=E ε x, s ( x)+e κ ( x) h / M (x)= h / = h / b/ h/ b / b / (x,) E κ (x) (x,,)dd= [ d ] b / S / h=0 d=0 d d h b x x,, 3

Způsobuje křivost ároveň i moment M? Pro obecný průře ε x (x,)=ε x, s (x)+κ (x) (x, )=E ε x (x, )=E ε x, s ( x)+e κ ( x) M (x)= = E ε x, s (x) (x, )dd= dd S =0 E κ (x) dd Při nenulovém deviačním momentu D (tj. osa není hlavní centrální osou setrvačnosti) dojde při účinku momentu M ároveň ke vniku křivosti κ. Tento stav se popisuje jako šikmý ohb. Zároveň docháí k odklonu neutrální os od os. D = ED κ ( x) 4

Vnitřní síl na obecně ohýbaném prutu Prostý ohb v rovině x (M, okolo os ) Prostý ohb v rovině x (M, okolo os ) ε x (x,)=κ (x) ε x (x, )= κ ( x) Složený (šikmý) ohb ε x ( x,, )=κ (x) κ ( x) (x,, )=E ε x ( x,, )=E κ (x) E κ (x) M ( x)= (x,, ) d d= E κ (x) d E κ ( x) d M (x)= (x,, ) d d= E κ (x) I d D +E κ (x) d D I 5

Výpočet napětí tah/tlak + ohb k libovolným osám M ( x)=ei κ ( x) E D κ (x) M (x)= ED κ (x)+ E I κ (x) { M M } = E [ I D ]{ κ } D I κ, { κ (x,, )=E ε x, s (x)+ E κ (x) E κ (x) } κ = 1 [ I D ]{ E(I I D ) D I M M } (x,, )= N + M I +M D M I +M D I I D I I D Obecný vorec pro výpočet napětí k libovolným centrálním osám setrvačnosti,. Vorec obsahuje vliv tahu/tlaku a vliv ohbu od momentů M a M. 6

Rekapitulace pro obecně ohýbaný prut Tah/tlak a šikmý ohb k libovolným centrálním osám M (x,, )= N + M I +M D M I +M D I I D I I D (D >0) M Tah/tlak a prostý ohb k hlavním centrálním osám (D =0) (x,, )= N + M I M I M M 7

Zobraení napětí při šikmém ohbu Ohb M Ohb M 0.5 m Ohb M + M Neutrální osa.5 m 50 kn 100 kn 8

Směr a sklon neutrální os Neutrální osa a paprsek atížení tvoří sdružené průměr elips setrvačnosti Při nulové normálové síle procháí neutrální osa vžd těžištěm průřeu f f Obecná rovnice napětí (x,, )=a+b +c Sklon neutrální os při =0 0=a+b +c + ϕ Neutrální osa tan ϕ= = b c 9

Příklad šikmý ohb Určete průběh σx v nejvíce namáhaném průřeu konol f =3 kn/m' F=10 kn lt. 1 řešení v hlavních centrálních osách I = 1 36 bh3 =1,15e-4 m 4, I = 1 48 hb3 =3,375e-4 m 4 0,443 m L = m f 0,1 m = M M I I = 18,385 18,385 1,15e-4 3,375e-4 = 163,4 54,47 [MPa] M 45 o 0,3 m 0,3 m M = 1 3 +10 =6kNm M tan ϕ= = 54,47 163,4, ϕ= 18,43o [0;-0,1414] =3,11[MPa] B[-0,11;0,0707] =0,0 [MPa] C[0,11;0,0707] = 3,11 [MPa] B 3,11 MPa + 3,11 MPa M =6cos 45 o =18,385 knm 45 o M = 6 sin 45 o = 18,385 knm ϕ= 18,43 o C 10

Příklad šikmý ohb lt. řešení v centrálních osách, (nejsou hlavní os) M 0,3 m 0,3 m M = 6 knm, M =0kNm I =I = 1 36 0,34 =,5e-4 m 4 D = 1 7 0,34 =1,15e-4 m 4 (x,, )= M I +M D M I +M D I I D I I D M 3,11 MPa + = 154,07 +77,04 [MPa] ϕ=6,6 o C B 3,11 MPa tan ϕ= = 77,0 154,1, ϕ=6,6o [0,1;-0,1] =3,11[MPa] B[-0,;-0,1] =0,0 [MPa] C[0,1;0,] = 3,11[MPa] 11

M Kombinace tlaku s ohbem excentrický tlak c F c b N x M h N x = F M = F c M = F c x = N M I M I = F F c i = F 1 c i c i F c i Excentrická síla F působí v tlakovém centru [c, c ] Excentrická síla F je rovnoběžná s osou x Hlavní centrální os setrvačnosti, Excentrická síla F vvolá vnitřní síl Nx, M, M 1

Kombinace tlaku s ohbem neutrální osa N = i c c F c b N = i c h 0=1+ c i + c i =0 = N = i c =0 = N = i c Průsečík neutrální os s osami, se vužijí při konstrukci jádra průřeu 13

Jádro průřeu Jádro průřeu je oblast všech tlakových center, pro která v žádném bodě průřeu nevniká tah. Obecné vlastnosti jádra: Vžd obsahuje těžiště průřeu Jádro je vžd konvexní Tlakovému centru na hranici jádra odpovídá neutrální osa, která je tečnou k obrsu průřeu Přímá část hranice jádra odpovídá vrcholu hranice průřeu Přímá část obrsu průřeu odpovídá vrcholu hranice jádra 14

Příklad určení jádra průřeu N = i c [b/6,0] b N = i c h 0=1 c i i = I = h 1 i = I = b 1 c i N = b, N c = i = b N 6 c = i =0 N N [0,h/6] N b/6 h/6 N =, N = h c = i =0 N c = i = h N 6 15

Poloha neutrální os 3 1 3 1 + 3 1 6 4 6 4 5 5 16

Vužití jádra průřeu ve stavebním inženýrství Pro materiál s níkou pevností v tahu (divo, prostý beton) je nutné výslednici atížení ponechat v jádře průřeu a vloučit tah Tíha střech Zatížení klenb Zatížení větrem Zatížení stropu Oblast jádra Výslednicová čára leží v oblasti jádra průřeu, v klenbě nevniká tah Oblast jádra Zatížení stropu 17

Oták 1. Definujte vnitřní síl v prutu jako výslednici normálových a smkových složek vektoru napětí.. Při jakém ohbu a okolo které os docháí ke vniku nejmenších normálových napětí po průřeu? 3. Kd docháí k šikmému ohbu na průřeu? Jaký je jeho vtah k hlavním centrálním osám setrvačnosti? 4. Kd procháí neutrální osa těžištěm průřeu? Procháí vžd těžištěm pro prostý i šikmý ohb? Co působí normálová síla v průběhu napětí? 5. Co je excentrický tlak? Jaké vnitřní síl vnikají? 6. Definujte jádro průřeu. Jaký je jeho fikální výnam? Obsahuje jádro vžd těžiště průřeu? Mohou vrchol jádra průřeu ležet mimo oblast průřeu? 7. Odvoďte vrchol jádra průřeu pro trojúhelníkový průře. 8. Jaký je vtah mei vrchol jádra průřeu a polohou neutrální os? 9. Co může nastat, pokud se výslednicová čára klenb dostane mimo oblast jádra? Proč se snažíme tomuto stavu abránit? Vtvořeno 03/011 v OpenOffice 3., Ubuntu 10.04, Vít Šmilauer. Poděkování patří ejména M. Jiráskovi a inspiraci jeho přednáškami. 18