11. Расчет статически неопределимой рамы методом перемещений
Задание. Для заданной статически неопределимой рамы с выбранными по шифру размерами и нагрузкой требуется построить эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил.
Таблица 1
|
|
|
|
№ схемы |
|
10 |
9 |
4 |
4 |
9 |
4:1 |
Решение.
Определение степени кинематической неопределимости n.
Число угловых перемещений - жесткие узлы B и C. Для определения числа линейных перемещений во все жесткие узлы системы (узлы B, C, D и K) врезаем шарниры и подсчитываем число степеней свободы получившейся системы:
где - диски AB, BC, CD, BK;
- шарниры B (двукратный) и C;
по две связи в шарнире D и K, одна связь в шарнире A
Таким образом, число линейных перемещений . Степень кинематической неопределимости
Выбор основной системы.
Основная система получается из заданной введением защемляющих связей в узлах B и C и линейной связи в узле C (рисунок 3). В качестве неизвестных принимаются углы поворота и жестких узлов и линейное перемещение элементов рамы.
Формирование системы канонических уравнений метода перемещений.
Для нашей задачи система канонических уравнений имеет вид
где - реактивный момент в защемляющей связи 1, вызванный ;
- реактивный момент в защемляющей связи 1 от действительного значения ;
- реактивный момент в защемляющей связи 1, вызванный ;
- реактивный момент в защемляющей связи 1 от действительного значения ;
- реактивный момент в защемляющей связи 1, вызванный ;
- реактивный момент в защемляющей связи 1 от действительного значения ;
- реактивный момент в защемляющей связи 1 от заданной нагрузки;
- реактивный момент в защемляющей связи 2, вызванный ;
- реактивный момент в защемляющей связи 2 от действительного значения ;
- реактивный момент в защемляющей связи 2, вызванный ;
- реактивный момент в защемляющей связи 2 от действительного значения ;
- реактивный момент в защемляющей связи 2, вызванный ;
- реактивный момент в защемляющей связи 2 от действительного значения ;
- реактивный момент в защемляющей связи 2 от заданной нагрузки;
- реакция в линейной связи 3 от ;
- реакция в линейной связи 3 от действительного значения ;
- реакция в линейной связи 3 от ;
- реакция в линейной связи 3 от действительного значения ;
- реакция в линейной связи 3 от ;
- реакция в линейной связи 3 от действительного значения ;
- реакция в линейной связи 3 от заданной нагрузки.
Построение единичных эпюр моментов.
Единичные эпюры моментов , и строятся в основной системе от , и соответственно с использованием справочных таблиц.
В основной системе стержень BK представляет собой балку, защемленную с обеих сторон. Кинематическим воздействием является единичный поворот жесткой заделки B. В основной системе стержень BC представляет собой балку, защемленную с обеих сторон. Кинематическим воздействием является единичный поворот жесткой заделки B. В основной системе стержень AB представляет собой балку, шарнирно опертую с одной стороны и жестко заделанную с другой стороны. Кинематическим воздействием является единичный поворот жесткой заделки B.
В основной системе стержень BC представляет собой балку, защемленную с обеих сторон. Кинематическим воздействием является единичный поворот жесткой заделки C. В основной системе стержень CD представляет собой балку, защемленную с обеих сторон. Кинематическим воздействием является единичный поворот жесткой заделки C.