Odkształcona postać ramy:
2EI EIA
B
C
D
E
uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L EI EI EI EI EI u EI u u EI v v EI u E D P C L C D E C E B A 96 2 168 12 3 470 3 512 560 216
Odkształcona postać ramy:
2EI EIA
B
C
D
E
uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L EI EI EI EI EI EI EI EI EI u EI u u EI EI v v EI EI u E D P C L C D E C E B A 3 288 96 3 6 2 3 504 168 3 36 12 3 470 3 512 3 1680 560 3 648 216
Odkształcona postać ramy:
2EI EIA
B
C
D
E
uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a 36a 36a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a 36a 36a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a 36a 36a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a 36a 36a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a 36a 36a 470a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a 36a 36a 470a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
100a 648a 1680a 1680a 512a 512a 1m 1m 288a 288a 504a 36a 36a 470a2EI EI A B C D E uA vB uE vE uC vC D vD D C C E P L a EI EI a EI EI a EI EI a EI EI a EI u a EI u u a EI EI v v a EI EI u E D P C L C D E C E B A 288 3 288 96 6 3 6 2 504 3 504 168 36 3 36 12 470 3 470 512 3 512 1680 3 1680 560 648 3 648 216
Metoda Sił
Metoda Sił
• Metoda rozwiązywania układów statycznie
niewyznaczalnych
• Układy statycznie niewyznaczalne –
układy mające więcej reakcji niż liczba
równań równowagi
• Liczba niewiadomych reakcji określa
stopień statycznej niewyznaczalności
Stopień statycznej niewyznaczalności dla belek
i ram bez obwodu zamkniętego:
3
r
P
s
l
l
n
l
r– liczba reakcji w układzie
l
P– liczba przegubów z uwzględnieniem ich krotności
3 – liczba równań równowagi na płaszczyźnie
Metoda Sił – tok postępowania
• Wyznaczamy stopień statycznej
niewyznaczalności układu
2
3
0
5
s
n
Układ dwukrotnie statycznie niewyznaczalny
Metoda Sił – tok postępowania
• Konstrukcję pozbawiamy więzów, tak aby powstał
układ statycznie wyznaczalny i geometrycznie
niezmienny
Metoda Sił – tok postępowania
• W miejscu usuniętych więzów wprowadzamy nadliczbowe
niewiadome – uogólnione siły,
zamiast blokady przesuwu – siły skupione
zamiast blokady obrotu - moment
Metoda Sił – tok postępowania
• Obciążamy schemat podstawowy pierwszą nadliczbową
X
1=1
X =1
1
11
21
d11 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X1, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X1 =1d21 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X2, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X1 =1
Metoda Sił – tok postępowania
• Wyznaczenie d
11X =1
1
11
21
Metoda Sił – tok postępowania
• Wyznaczenie d
11X =1
1
M
1
1
M
s sds
EI
M
M
ds
EI
M
M
1 1 1 11
Metoda Sił – tok postępowania
• Wyznaczenie d
21X =1
1M
11
M
X =1
2M
2
s sds
EI
M
M
ds
EI
M
M
1 1 2 21
Metoda Sił – tok postępowania
• Obciążamy schemat podstawowy drugą nadliczbową X
2=1
X =1
2
12
22
d22 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X2, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X2 =1
d12 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X1, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X2 =1
d22 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X2, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X2 =1
d12 –
d22 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X2, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X2 =1
wartość przemieszczenia na kierunku działania X1, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X2 =1
d12 –
d22 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X2, pod wpływem obciążenia układu podstawowego siłą X2 =1
Metoda Sił – tok postępowania
• Wyznaczenie d
22i
d
12X =1
1M
1X =1
2M
2 2X =1
2 12 2X =1
1 11 21
sds
EI
M
M
2 2 22
sds
EI
M
M
1 2 12
Metoda Sił – tok postępowania
• Wpływ obciążenia zewnętrznego - d
10i
d
20wartość przemieszczenia na kierunku działania X2, pod wpływem obciążenia układu podstawowego
obciążeniem zewnętrznym d20 –
d10 – wartość przemieszczenia na kierunku działania X1, pod wpływem obciążenia układu podstawowego obciążeniem zewnętrznym X =11 M1 X =12 M2 X =12 12 22 X =11 11 21 M0 10 20
Metoda Sił – tok postępowania
• Wpływ obciążenia zewnętrznego - d
10i
d
20
sds
EI
M
M
1 0 10
sds
EI
M
M
2 0 20
X =11 M1 X =12 M2 X =12 12 22 X =11 11 21 M0 10 20Metoda Sił – tok postępowania
• Ogólnie – w przypadku belek i ram pod obciążeniem
statycznym
s k j jkds
EI
M
M
s j jds
EI
M
M
0 0
X =11 M1 X =12 M2 X =12 12 22 X =11 11 21 M0 10 20Metoda Sił – tok postępowania
W rzeczywistym schemacie statycznie niewyznaczalnym
przemieszczenia w miejsce podpór są równe 0, stąd
Przemieszczenie na podporze 1
0
10 2 12 1 11 1
X
X
Przemieszczenie na podporze 2
0
20 2 22 1 21 2
X
X
X =11 M1 X =12 M2 X =12 12 22 X =11 11 21 M0 10 20Układ równań kanonicznych metody sił
dla schematu dwukrotnie statycznie niewyznaczalnego:
2 1 20 2 22 1 21 10 2 12 1 11
,
0
0
X
X
X
X
X
X
Wyznaczenie wartości momentu w punkcie „i”
od obciążenia zewnętrznego dla układu
statycznie niewyznaczalnego:
0 2 2 1 1 i i i iM
X
M
X
M
M
X =11 M1 X =12 M2 X =12 12 22 X =11 11 21 M0 10 20Metoda sił – tok postępowania, podsumowanie:
0
...
...
...
...
...
...
...
...
0
...
0
...
0 2 2 1 1 20 2 2 22 1 21 10 1 2 12 1 11 n n nn n n n n n nX
X
X
X
X
X
X
X
X
• Obliczenie stopnia statycznej niewyznaczalności,
• Przyjęcie schematu podstawowego statycznie wyznaczalnego
• Wrysowane wykresów od nadliczbowych X
1,, X
2,…, X
n•
Wyznaczenie współczynników układu równań
• Rozwiązanie równań i obliczenie nadliczbowych X
1, X
2, …,X
3• Wyznaczenie wartości momentów w charakterystycznych
punktach na podstawie wzoru:
0 2 2 1 1 i i i i