МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «Строительство, строительные материалы и конструкции»

Методические указания

по выполнению

Расчетно-графической работы №1 Задача№2

Определение перемещений от статической нагрузки в ломаном брусе

по дисциплине «Строительная механика»

Тула 2012 г.

Содержание

Задание 2. Определение перемещений от статической нагрузки в ломаном брусе 2

Варианты заданий 2

Пример выполнения задания 7

1. Проведение кинематического анализа заданной расчетной схемы 7

   1. Количественный кинематический анализ 7

   2. Качественный кинематический анализ 8

2. Построение эпюр усилий 8

   1. Построение грузовой эпюры изгибающих моментов от заданной нагрузки8

      1. Определение опорных реакций 8

      2. Определение значений ординат и построение грузовой эпюры изгибающих моментов 9

   2. Построение эпюры поперечных сил11

   3. Построение эпюры продольных сил12

   4. Контроль правильности определения ординат эпюр усилий 13

3. Построение направляющих эпюр изгибающих моментов 14

   1. Назначение вспомогательных расчетных схем 14

   2. Построение направляющей эпюры изгибающих моментов от действия горизонтальной единичной сосредоточенной силы в сеченииK 14

      1. Определение опорных реакций 14

      2. Определение значений ординат и построение направляющей эпюры изгибающих моментов 15

   3. Построение направляющей эпюры изгибающих моментов от действия вертикальной единичной сосредоточенной силы в сечении K 16

      1. Определение опорных реакций 16

      2. Определение значений ординат и построение направляющей эпюры изгибающих моментов 17

   4. Построение направляющей эпюры изгибающих моментов от действия единичного изгибающего момента в сечении K 19

      1. Определение опорных реакций 19

      2. Определение значений ординат и построение направляющей эпюры изгибающих моментов 19

4. Реализация матричной формы вычисления перемещений 21

1. Разработка схемы дискретизации 21

2. Матричная форма представления направляющих и грузовой эпюр 22

3. Построение матрицы податливости 22

4. Приемы минимизации размеров матриц 24

   1. Способ вычеркивания в матрицах нулевых строк 24

   2. Способ вычеркивания в матрицах одной из пары одинаковых строк 25

5. Вычисление искомых перемещений точки K 26

5. Построение схемы деформирования ЗРС 27

Задание 2. Определение перемещений от статической нагрузки в ломаном брусе

Варианты заданий.Для заданной расчетной схемы в виде ломаного бруса (рис. 2.1-2.4) необходимо:

1. Провести полный кинематический анализ.

2. Построить эпюры изгибающих моментов, поперечных и продольных сил.

3. Определить горизонтальное и вертикальное перемещения, а также угол поворота сечения Kбруса в матричной форме.

4. Построить схему деформирования.

Необходимые для расчета данные указаны в табл. 2.1.

Таблица 2.1

№ варианта	P	М	Q	№ варианта	P	М	Q
1	2qa	3qa2	q	16	4qa	2qa2	q
2	qa	4qa2	3q	17	3qa	2qa2	2,5q
3	3qa	qa2	2q	18	3qa	4qa2	q
4	3qa	2qa2	3q	19	2qa	qa2	3q
5	qa	4qa2	3q	20	qa	2qa2	3q
6	2qa	qa2	0,5q	21	2qa	4qa2	q
7	3qa	2qa2	q	22	4qa	2qa2	2q
8	3qa	qa2	2q	23	3qa	2qa2	q
9	2qa	4qa2	3q	24	3qa	3qa2	q
10	2qa	qa2	1,5q	25	qa	3qa2	3q
11	2qa	3qa2	q	26	4qa	2qa2	3q
12	2qa	4qa2	3q	27	3qa	4qa2	q
13	4qa	2qa2	q	28	qa	5qa2	q
14	2qa	3qa2	q	29	4qa	4qa2	1,5q
15	qa	4qa2	3q	30	5qa	3qa2	3q

Рис. 2.1

Рис. 2.2

Рис. 2.3

Рис. 2.4

Пример выполнения задания.

Дано: расчетная схема (рис. 2.5)с указаниеммоментов инерции ее сечений, кратных масштабу J.

Требуется построить эпюры усилий в ломаном брусе, а также схему деформирования заданной расчетной схемы,определив все перемещения сечения K в матричной форме.

Рис. 2.5

Решение

Особенностью ломаного бруса в сравнении с однопролетной балкой является наличие в его сеченияхпродольных усилий, возникающих даже от поперечной нагрузки.