49. Основы динамики сооружений. Основные понятия. Типы нагрузок.

Динамика сооружений занимается разработкой принципов и методов расчёта сооружений на действие динамических нагрузок.

Динамические нагрузки – это такие нагрузки величина, направление и положение которых изменяется во времени. При действии на сооружение таких нагрузок, возникают и играют существенную роль силы инерции масс этих нагрузок и самого сооружения. Все динамические нагрузки вызывают колебания конструкции на которые они действуют.

Динамический расчёт производится как для проверки сооружения на прочность, так и для определения величин динамических перемещений, скоростей и ускорений, которые действуют на людей и на некоторые виды оборудования (измерительные приборы).

Динамические нагрузки разделяют:

1. Периодическая – создаваемая стационарными машинами, станками и т.п., т.е. приборами с движущимися частями. Нагрузки такого вида не зависят от свойств конструкции на которые они воздействуют, но являются основным источником колебаний этих конструкций.

2. Импульсивная – создаваемая падающими грузами и падающим частями силовых установок (молотов, копров и т.д.). Эти нагрузки характеризуются небольшой продолжительностью действия и зависит от упругих и инерциальных свойств конструкций, воспринимающих удар.

3. Подвижная – положение которой в пролётахсооружения изменяется во времени (нагрузка от подвижного состава ж.д., автотранспорта, кранов и т.д.).

Динамические нагрузки могут быть комбинированными (импульсивно-переодическими от копров переодического действия).

К динамическим нагрузкам относят ветровые, сейсмические и прочее.

Для решения задач динамики используют два основных способа:

• Статический – основанный на применении уравнений динамического равновесия, которые отличаются от уравнений статического равновесия дополнительным учётом сил инерции в виде произведения масс или их моментов инерции на ускорения, т.е. на вторую производную линейных или угловых перемещений во времени.

• Энергетический – основанный на применении закона сохранения энергии, согласно которому сумма потенциальных энергии и кинетической энергии упругой системы является величиной постоянной во времени.

Трудоёмкость динамического расчёта системы зависит от степени свободы системы. При определении степени свободы в динамике сооружений рассматривают её упругие или упругопластические деформации.

22. Общие свойства статически неопределимых систем. Степень статической неопределимости. Основная система метода сил.

Статически неопределимая система – это система, определение усилий в которой невозможно с помощью одних лишь уравнений статики.

Сооружения могут быть неопределимыми по своему внутреннему образованию. В этом случае определимость называется внутренней. Распределение усилий в таких системах зависит не только от внешних сил, но и от соотношений между поперечными размерами отдельных элементов, а также от модулей упругости этих материалов. Другая особенность – смещение опор, t^o-ые воздействия и неточность сборки конструкций обычно вызывают появление доп. Усилий, в отличии от сат. опред. систем. Разность между числом неизвестных усилий в сооружении и числом независимых уравнений статики, к-е можно составить при расчетах этого сооружения, определяет степень его статической неопределимости. Сущность метода сил заключается в том, что заданная статически неопределимая система (ее расчет) заменяется расчетом эквивалентной ей статически опред-ой системы. Для получения эквивалентной системы необходимо прежде всего получить так называемую осн. систему. Для этого из заданной стат. неопред-ой системы удаляют все лишние связи, число их естественно равно степени стат. неопред-ти. Число лишних связей или степень стат. Неопределимости будем опред-ть по ф-ле: n=3K-Ш-2П. Для превращения осн. сис-мы в эквивалентную заданной необходимо приложить к ней все заданные нагрузки, приложить реакции всех удаленных связей (Х₁, Х₂, Х₃). Составляем уравнения совместимости перемещений по направлению каждой линией связи. Определив все коэ-ты при неизвестных и свободные члены уравнений совместимости перемещений, решаем систему этих уравнений. где слагаемое Δ_1к – перемещение по направлению связи i, вызванное действием реакции связи k. Слагаемое Δ_ip – означает перемещение по направлению связи i, вызванное действием заданной нагрузки. Затем находим лишние неизвестные, после чего строим эпюры M,Q,N.