Πώς να χαράξετε γραμμές επιρροής; Η δομική μηχανική βασίζεται στην κινηματική μέθοδο του Lagrange. Η κύρια ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι σε ένα σύστημα που βρίσκεται σε κατάσταση πλήρους ισορροπίας, το αποτέλεσμα όλων των δυνάμεων σε ασήμαντες μετατοπίσεις είναι μηδέν.
Ειδικότητα μεθόδου
Για την κατασκευή των γραμμών επιρροής της αντίδρασης, της ροπής κάμψης, της εγκάρσιας δύναμης για ένα δεδομένο τμήμα δέσμης, χρησιμοποιείται ένας συγκεκριμένος αλγόριθμος ενεργειών. Αρχικά, αφαιρέστε το σύνδεσμο. Επιπλέον, αφαιρούνται οι γραμμές επιρροής της εσωτερικής δύναμης και εισάγεται η απαραίτητη δύναμη. Ως αποτέλεσμα τέτοιων χειρισμών, το δεδομένο σύστημα θα είναι ένας μηχανισμός με έναν βαθμό ελευθερίας. Στην κατεύθυνση όπου εξετάζεται η εσωτερική δύναμη, εισάγεται μια μικρή μετατόπιση. Η κατεύθυνσή του θα πρέπει να είναι παρόμοια με την εσωτερική προσπάθεια, μόνο σε αυτή την περίπτωση θα γίνει θετική δουλειά.
Παραδείγματα κατασκευών
Με βάση την αρχή των μετατοπίσεων γράφεται η εξίσωση ισορροπίας, κατά την επίλυσή της υπολογίζονται οι γραμμές επιρροής και προσδιορίζεται η απαιτούμενη προσπάθεια.
Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα τέτοιων υπολογισμών. Χτίζουμε γραμμές επιρροής της εγκάρσιας δύναμης σε κάποιο τμήμα Α. Προςγια να αντιμετωπίσετε την εργασία, είναι απαραίτητο να σχεδιάσετε τις μετατοπίσεις αυτής της δέσμης από μία μόνο μετατόπιση προς την κατεύθυνση της δύναμης που αφαιρέθηκε.
Φόρμουλα για τον προσδιορισμό της προσπάθειας
Η κατασκευή γραμμών επιρροής πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας μια ειδική φόρμουλα. Συνδέει την επιθυμητή δύναμη, το μέγεθος της συγκεντρωμένης δύναμης που δρα στη δοκό, με την περιοχή του σχήματος που σχηματίζεται από τη γραμμή επιρροής και τον άξονα του διαγράμματος υπό φορτίο. Και επίσης με τον δείκτη της ροπής κάμψης και την εφαπτομένη της γωνίας της γραμμής επιρροής των δυνάμεων και του ουδέτερου άξονα.
Αν η κατεύθυνση του φορτίου κατανομής και η συγκεντρωμένη δύναμη συμπίπτουν με την κατεύθυνση της κινούμενης μονάδας δύναμης, έχουν θετική τιμή.
Η ροπή κάμψης θα είναι θετική όταν η φορά της είναι δεξιόστροφα. Η εφαπτομένη θα είναι θετική όταν η γωνία περιστροφής είναι μικρότερη από μια ορθή γωνία. Κατά την εκτέλεση των υπολογισμών, η τιμή των τεταγμένων και η περιοχή της γραμμής επιρροής χρησιμοποιούνται με τα σημάδια τους. Η δομική μηχανική βασίζεται στη στατιστική μέθοδο κατασκευής διαγραμμάτων.
Ορισμοί
Ας δώσουμε τους βασικούς ορισμούς που είναι απαραίτητοι για την εκτέλεση σχεδίων και υπολογισμών υψηλής ποιότητας. Η γραμμή επιρροής είναι η γραμμή που συνδέει την εσωτερική δύναμη και τη μετατόπιση μιας μονάδας κινούμενης δύναμης.
Οι τεταγμένες δείχνουν τη μεταβολή της αναλυόμενης εσωτερικής δύναμης που εμφανίζεται σε ένα ορισμένο σημείο της δέσμης όταν κινείται κατά μήκος μιας μονάδας δύναμης. Δείχνουν την αλλαγή σε διαφορετικά σημεία στο εσωτερικόδύναμη υπό την προϋπόθεση χρήσης εξωτερικού σταθερού φορτίου. Η στατιστική έκδοση της κατασκευής βασίζεται στη συγγραφή των εξισώσεων ισορροπίας.
Δύο επιλογές κατασκευής
Κατασκευή γραμμών επιρροής σε δοκούς και ροπή κάμψης είναι δυνατή σε δύο περιπτώσεις. Η δύναμη μπορεί να εντοπιστεί δεξιά ή αριστερά του τμήματος που χρησιμοποιείται. Όταν οι δυνάμεις βρίσκονται στα αριστερά του τμήματος, κατά τους υπολογισμούς επιλέγονται οι δυνάμεις που θα δράσουν προς τα δεξιά. Με τη σωστή της δράση, μετρούν σύμφωνα με τις αριστερές δυνάμεις.
Δοκοί πολλαπλών ανοιγμάτων
Στις γέφυρες, για παράδειγμα, χρησιμοποιούνται βοηθητικές δοκοί για τη μεταφορά του εξωτερικού φορτίου στο φέρον τμήμα ολόκληρης της δομής του κτιρίου. Η κύρια δοκός ονομάζεται αυτή που είναι η βάση στήριξης. Οι εγκάρσιες δοκοί θεωρούνται ότι βρίσκονται σε ορθή γωνία προς την κύρια.
Καλούνται βοηθητικές δοκοί (μονού ανοίγματος), στις οποίες εφαρμόζεται εξωτερικό φορτίο. Αυτή η επιλογή μεταφοράς του φορτίου στην κύρια δέσμη θεωρείται κομβική. Ως πίνακας θεωρείται η περιοχή που βρίσκεται μεταξύ των δύο πλησιέστερων κόμβων. Και αναπαρίστανται ως σημεία του κύριου άξονα, στα οποία ταιριάζουν οι εγκάρσιες δοκοί.
Λειτουργίες
Ποια είναι η Γραμμή Επιρροής; Ο ορισμός αυτού του όρου σε μια δέσμη σχετίζεται με ένα γράφημα που δείχνει τη μεταβολή στον αναλυόμενο παράγοντα όταν μια μονάδα δύναμης κινείται κατά μήκος της δέσμης. Μπορεί να είναι μια εγκάρσια δύναμη, μια ροπή κάμψης, μια αντίδραση στήριξης. Οποιαδήποτε τεταγμένη των γραμμών επιρροής δείχνει το μέγεθοςαναλυόμενος παράγοντας τη στιγμή που η δύναμη βρίσκεται πάνω από αυτόν. Πώς να σχεδιάσετε γραμμές επιρροής μιας δέσμης; Η στατιστική μέθοδος βασίζεται στη συλλογή στατιστικών εξισώσεων. Για παράδειγμα, για μια απλή δοκό, που βρίσκεται σε δύο αρθρωτά στηρίγματα, είναι χαρακτηριστική μια δύναμη που κινείται κατά μήκος της δοκού. Εάν επιλέξετε μια συγκεκριμένη απόσταση στην οποία λειτουργεί, μπορείτε να δημιουργήσετε γραμμές επιρροής της αντίδρασης, να συντάξετε μια εξίσωση ροπών, να δημιουργήσετε ένα γράφημα δύο σημείων.
Στη συνέχεια, κατασκευάζεται μια καμπύλη δράσης διατμητικής δύναμης, γι' αυτό χρησιμοποιούνται οι τεταγμένες των γραμμών επιρροής στην τομή.
Κινηματογραφικός τρόπος
Ίσως μπορεί να χτιστεί μια γραμμή επιρροής με βάση τις κινήσεις. Παραδείγματα τέτοιων γραφημάτων μπορούν να βρεθούν σε περιπτώσεις όπου εμφανίζεται μια δέσμη χωρίς υποστήριξη, έτσι ώστε ο μηχανισμός να μπορεί να κινηθεί προς θετική κατεύθυνση.
Για να δημιουργήσετε μια γραμμή επιρροής μιας συγκεκριμένης ροπής κάμψης, είναι απαραίτητο να κόψετε μια άρθρωση στο υπάρχον τμήμα. Σε αυτήν την περίπτωση, ο μηχανισμός που προκύπτει θα περιστραφεί κατά μια μοναδιαία γωνία προς τη θετική κατεύθυνση.
Η δημιουργία μιας γραμμής επιρροής με εγκάρσια δύναμη είναι δυνατή κατά την εισαγωγή στο τμήμα του ολισθητήρα και την επέκταση της δέσμης κατά μία μονάδα προς τη θετική κατεύθυνση.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την κινηματογραφική μέθοδο για να σχεδιάσετε γραμμές καμπτικής ροπής και δύναμης διάτμησης σε μια δοκό προβόλου. Λαμβάνοντας υπόψη την ακινησία της αριστερής πλευράς σε μια τέτοια δέσμη, λαμβάνεται υπόψη μόνο η κίνηση για τη δεξιά πλευρά προς τη θετική κατεύθυνση. Χάρη στις γραμμές επιρροής, ο τύπος μπορεί να υπολογίσει κάθε προσπάθεια.
Υπολογισμοίσε κινηματογραφική λειτουργία
Κατά τον υπολογισμό με την κινηματική μέθοδο, χρησιμοποιείται ένας τύπος που σχετίζεται με τον αριθμό των ράβδων στήριξης, τον αριθμό των ανοιγμάτων, τους μεντεσέδες, τους βαθμούς ελευθερίας της εργασίας. Εάν, κατά την αντικατάσταση των δεδομένων τιμών, ο αριθμός των βαθμών ελευθερίας είναι ίσος με μηδέν, το πρόβλημα μπορεί να προσδιοριστεί στατιστικά. Εάν αυτός ο δείκτης έχει αρνητική τιμή, η εργασία είναι στατιστικά αδύνατη, με θετικό βαθμό ελευθερίας, εκτελείται μια γεωμετρική κατασκευή.
Για να καταστεί πιο βολική η διεξαγωγή υπολογισμών, η οπτική αναπαράσταση των χαρακτηριστικών της λειτουργίας δίσκων σε μια δοκό πολλαπλών ανοιγμάτων, έχει κατασκευαστεί ένα διάγραμμα δαπέδου.
Για να γίνει αυτό, όλοι οι αρχικοί μεντεσέδες στη δοκό αντικαθίστανται με αρθρωτά στηρίγματα.
Ποικιλίες δοκών
Υποθέτονται αρκετοί τύποι δοκών πολλαπλών ανοιγμάτων. Η ιδιαιτερότητα του πρώτου τύπου είναι ότι σε όλα τα ανοίγματα, με εξαίρεση το πρώτο, χρησιμοποιούνται αρθρωτά-κινητά στηρίγματα. Εάν χρησιμοποιούνται στηρίγματα αντί για μεντεσέδες, θα δημιουργηθούν δοκοί μονής ανοίγματος, στις οποίες η καθεμία θα ακουμπά στη διπλανή κονσόλα.
Ο δεύτερος τύπος χαρακτηρίζεται από την εναλλαγή ανοιγμάτων, τα οποία έχουν δύο αρθρωτά κινητά στηρίγματα, με ανοίγματα χωρίς στηρίγματα. Σε αυτή την περίπτωση, η κάτοψη στην κονσόλα των κεντρικών δοκών βασίζεται στα ένθετα δοκάρια.
Εξάλλου, υπάρχουν δοκοί που συνδυάζουν τους δύο προηγούμενους τύπους. Για να εξασφαλιστεί η στατιστική δυνατότητα προσδιορισμού των ενθέτων δοκών, η οριζόντια σύνδεση μεταξύ του στηρίγματος μεταφέρεται στη δεξιά γειτονική δοκό. Κάτω όροφος σε όροφο προς όροφοτο σχέδιο θα αντιπροσωπεύεται από την κύρια δοκό και οι δευτερεύουσες δοκοί χρησιμοποιούνται για τον επάνω όροφο.
Σχήμα συντελεστών εσωτερικής δύναμης
Με τη βοήθεια ενός σχεδίου βήμα προς βήμα, μπορείτε να σχεδιάσετε μια ενιαία δοκό ξεκινώντας από τον επάνω όροφο και τελειώνοντας με τις κάτω κατασκευές. Μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής των εσωτερικών συντελεστών δύναμης για τον επάνω όροφο, είναι απαραίτητο να αλλάξετε όλες τις τιμές που βρέθηκαν της αντίδρασης στήριξης σε δυνάμεις αντίθετες στην κατεύθυνση και στη συνέχεια να τις εφαρμόσετε στο διάγραμμα δαπέδου στον κάτω όροφο. Κατά τη σχεδίαση διαγραμμάτων σε αυτό, χρησιμοποιείται ένα δεδομένο φορτίο δυνάμεων.
Μετά την ολοκλήρωση της γραφικής παράστασης των εσωτερικών συντελεστών δύναμης, πραγματοποιείται στατιστικός έλεγχος της πλήρους δοκού πολλαπλών ανοιγμάτων. Κατά τον έλεγχο, πρέπει να πληρούται η προϋπόθεση, σύμφωνα με την οποία το άθροισμα όλων των αντιδράσεων των στηρίξεων και των δεδομένων δυνάμεων είναι ίσο με μηδέν. Είναι επίσης σημαντικό να αναλυθεί η συμμόρφωση με τη διαφορική εξάρτηση για μεμονωμένα τμήματα της χρησιμοποιούμενης δοκού.
Σε ένα γράφημα που εκφράζει το νόμο της μεταβολής της αντίδρασης ενός στηρίγματος ή ενός εσωτερικού παράγοντα δύναμης σε ένα συγκεκριμένο (δομένο) τμήμα ενός κτιρίου, οι συναρτήσεις της θέσης ενός κινούμενου μεμονωμένου φορτίου ονομάζονται ευθεία της επιρροής. Για να τα φτιάξετε, εφαρμόστε την εξίσωση των στατιστικών.
Οι γραφικές κατασκευές χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό των εσωτερικών παραγόντων της δύναμης για τον υπολογισμό των αντιδράσεων των στηρίξεων κατά μήκος ορισμένων γραμμών επιρροής.
Τιμή υπολογισμού
Με την ευρεία έννοια, η μηχανική των κτιρίων θεωρείται ως επιστήμη που αναπτύσσει μεθόδους υπολογισμού και αρχές επαλήθευσηςδομές και κατασκευές για σταθερότητα, αντοχή και ακαμψία. Χάρη στους υψηλής ποιότητας και έγκαιρους υπολογισμούς αντοχής, είναι δυνατό να εξασφαλιστεί η ασφάλεια των ανεγερμένων κατασκευών, η πλήρης αντοχή τους στις εσωτερικές και εξωτερικές δυνάμεις.
Για να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα, χρησιμοποιείται συνδυασμός οικονομίας και αντοχής.
Οι υπολογισμοί σταθερότητας καθιστούν δυνατό τον εντοπισμό κρίσιμων δεικτών εξωτερικών επιρροών που εγγυώνται τη διατήρηση μιας δεδομένης μορφής ισορροπίας και θέσης σε παραμορφωμένη κατάσταση.
Οι υπολογισμοί ακαμψίας είναι για τον εντοπισμό μιας ποικιλίας επιλογών παραμόρφωσης (καθίζηση, εκτροπή, δόνηση), λόγω των οποίων αποκλείεται η πλήρης λειτουργία των κατασκευών, υπάρχει κίνδυνος για την αντοχή των κατασκευών.
Για να αποφύγετε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης, είναι σημαντικό να πραγματοποιείτε τέτοιους υπολογισμούς, να αναλύετε τη συμμόρφωση των δεικτών που λαμβάνονται με τις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές.
Επί του παρόντος, η δομική μηχανική χρησιμοποιεί μια τεράστια ποικιλία αξιόπιστων μεθόδων υπολογισμού που έχουν δοκιμαστεί λεπτομερώς από πρακτικές οικοδομής και μηχανικής.
Δεδομένου του συνεχούς εκσυγχρονισμού και ανάπτυξης του κατασκευαστικού κλάδου, συμπεριλαμβανομένης της θεωρητικής του βάσης, μπορούμε να μιλήσουμε για τη χρήση νέων αξιόπιστων και υψηλής ποιότητας μεθόδων για την κατασκευή σχεδίων.
Με μια στενή έννοια, η μηχανική των κτιρίων συνδέεται με θεωρητικούς υπολογισμούς ράβδων, δοκών που σχηματίζουν μια κατασκευή. Η θεμελιώδης φυσική, τα μαθηματικά και οι πειραματικές μελέτες χρησιμεύουν ως βάση για τη δομική μηχανική.
Σχέδια σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται στη δομική μηχανική για πέτρες, οπλισμένο σκυρόδεμα, ξύλο, μεταλλικές κατασκευές, σας επιτρέπουν να αποφύγετε παρεξηγήσεις κατά την κατασκευή κτιρίων και κατασκευών. Μόνο με τη σωστή προκαταρκτική κατασκευή των σχεδίων μπορούμε να μιλήσουμε για την ασφάλεια και την αξιοπιστία των δομών που δημιουργούνται. Η οικοδόμηση γραμμών επιρροής σε δοκούς είναι μια μάλλον σοβαρή και υπεύθυνη επιχείρηση, επειδή η ζωή των ανθρώπων εξαρτάται από την ακρίβεια των ενεργειών.
