Bài tập lớn số 2 Cơ học kết cấu Tính hệ khung siêu tĩnh bằng phương pháp lực - Đề số 4.1

21 1.5K 0
Bài tập lớn số 2 Cơ học kết cấu Tính hệ khung siêu tĩnh bằng phương pháp lực - Đề số 4.1

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Bài tập lớn số 2 : Tính Khung Siêu Tĩnh Bằng Phương Pháp Lực Đề số 4.1 YÊU CẦU VÀ THỨ TỰ THỰC HIỆN 1.Tính hệ siêu tĩnh do tải trọng tác dụng 1.1 Vẽ các biểu đồ nội lực: mômen uốn M p , lực cắt Q p , lực dọc N p trên hệ siêu tĩnh đã cho . Biết F= 10J/L 1 2 (m 2 ) 1)Xác định bậc siêu tĩnh và chọn hệ cơ bản. 2) Thành lập các phương trình dạng tổng quát. 3) Xác định hệ số và số hạng tự do của phương trình chính tắc, kiểm tra kết quả tính được. 4) Giải hệ phương trình chính tắc. 5) Vẽ biểu đồ mômen trên hệ siêu tĩnh đã cho do tải trọng tác dụng M p , kiểm tra cân bằng nút và kiểm tra điều kiện chuyển vị. 6) Vẽ biểu đồ lực cắt Q p và lực dọc N p trên hê siêu tĩnh đã cho. 1.2 Xác định chuyển vị ngang của điểm I hoặc góc xoay của tiết diện K. Biết E=2.10 8 kN/m 2. J=10 -6 .L 1 4 (m 4 ); 2. Tính hệ siêu tĩnh chịu tác dụng của ba nguyên nhân (tải trọng, nhiệt độ thay đổi và độ lún gối tựa). 2.1 Phương trình chính tắc dạng số 2.2 Trình bày: 1) Cách vẽ biểu đồ mômen M c do 3 nguyên nhân đồng thời tác dụng lên hệ siêu tĩnh đã cho và cách kiểm tra. 2) Cách tính các chuyển vị đã nêu ở mục trên. Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Biết: -Nhiệt độ thay đổi trong thanh xiên thớ trên là t u =+36 0 , thớ dưới là t d =+28 0 -Thanh xiên có chiều cao h=0,1m -Hệ số giãn nở dài vì nhiệt độ α= 10 -5 -Chuyển vị gối tựa: Gối D dịch chuyển sang phải một đoạn ∆ 1 =0,001L 1 (m) Gối tựa H bị lún xuống một đoạn ∆ 2 =0,001L 2 (m) 1.Tính hệ siêu tĩnh do tải trọng tác dụng 1.1 Vẽ các biểu đồ nội lực Mp ,Qp ,Np trên hệ siêu tĩnh đã cho. M=150 KNm P=80 KN q=30 KN/m 12 8 8 8 6 D H J J 2J J 2J 2J Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 a) Xác định bậc siêu tĩnh và chọn hệ cơ bản - Ta có công thức xác định hệ siêu tĩnh là : 3V – K = 3.2 – 3 = 3 Vậy hệ siêu tĩnh bậc 3  Chọn hệ cơ bản b) Thành lập phương trình dạng chữ δ 11 X 1 + δ 12 X 2 +δ 13 X 3 +∆ 1p =0 δ 21 X 1 + δ 22 X 2 +δ 23 X 3 +∆ 2p =0 δ 31 X 1 + δ 32 X 2 +δ 33 X 3 +∆ 3p =0 c) xác định các hệ số và số hạng tự do của phương trình chính tắc , kiểm tra các kết quả tính được : X2 X3 X1 12 6 8 8 8 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 X1 12 12 M1 KNm X2 M2 KNm 6 6 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 X3 M3 KNm 8 8 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 M0p KNm 80 KN 249,375 KN 350,625 KN 150 1200 1350 1200 960 2160 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Biểu đồ momen đơn vị tổng cộng :  Ta có các hệ số và số hạng tự do của phương trình chính tắc : EJEJ MM 3168 8 2 12.12 2 1 12.16.128 2 12.121 )).(( 1111            EJEJ MM 1152 )6.(16.12 1 )).(.( 122112   0)).(( 133113  MM  EJEJ MM 756 6. 3 2 .10.6. 2 1 . 2 1 6.16.66. 3 2 .10.6. 2 11 ))(.( 2222          EJEJ MM 80 8. 3 2 .10.6. 2 1 . 2 1 8. 3 2 10.6. 2 11 ).)(( 233223                 EJEJ MM 3,661 )8. 3 2 2 1 .8.8.(28. 3 2 .10.8. 2 1 . 2 1 8. 3 2 .10.8. 2 11 )).(( 3333          EJEJ MM pp 383040 )12.(16).13502160.( 2 1 )12. 3 2 .(960.12. 2 11 )).(( 1 0 1         12 14 2 14 12 2 Ms KNm Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 EJEJ MM pp 195480 6. 4 3 .10.1200. 3 1 . 2 1 6. 4 3 .10.1200. 3 1 6.16).13502160( 2 11 )).(( 2 0 2         EJEJ MM pp 29280 ) 3 8 .(16.810. 2 1 8. 4 3 .10.1200. 3 1 . 2 1 )8. 4 3 .(10.1200. 3 11 )).(( 3 0 3         Kiểm tra các hệ số EJEJ MM S 2016 8. 2 12.12 . 2 1 )12.(2.2. 2 1 12.14.14. 2 1 8. 2 12.121 ))(( 1         Mặt khác : δ 11 + δ 12 + δ 13 = EJ 3168 EJ 1152  = EJ 2016  Kết quả phù hợp ))(( 2 MM S =        6.2.2. 2 1 )6.(14.14. 2 1 6. 3 2 .14.10. 2 1 . 2 1 )6. 3 2 .(10.2. 2 11 EJ = EJ 476  Mặt khác : δ 21 + δ 22 + δ 23 = EJ 1152  + EJ 756 EJ 80  = EJ 476   Kết quả phù hợp ))(( 3 MM S =        333,7.2.2. 2 1 333,3.14.14. 2 1 8. 3 2 14.10. 2 1 . 2 1 8. 3 2 10.2. 2 11 EJ = EJ 3,518 Mặt khác : δ 31 + δ 32 + δ 33 = 0 EJ 80  + EJ 3,661 = EJ 3,518  Kết quả phù hợp ))(( pS MM =        ) 3 26 .(16.810. 2 1 )6.(16.1350)12. 3 2 .(12.960. 2 1 14. 4 3 .10.1200. 3 1 . 2 1 )2. 4 3 .(10.1200. 3 11 EJ = EJ 216840  Mặt khác : Δ 1P + Δ 2P + Δ 3P = EJ 383040  + EJ 195480 EJ 29280  = EJ 216840  Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53  Kết quả phù hợp ))(( SS MM =        8. 2 12.12 2 1 14. 3 2 10.14 2 1 . 2 1 2.10. 2 1 .82. 3 2 . 2 2.2 14. 3 2 . 2 14.14 8. 2 12.121 EJ = EJ 3.2058 Mặt khác : δ 11 + δ 12 + δ 13 + δ 21 + δ 22 + δ 23 + δ 31 + δ 32 + δ 33 = EJ 2016 EJ 476  + EJ 3,518 = EJ 3.2058  Kết quả phù hợp Như vậy các hệ số và số hạng tự do đã tính đúng d) Giải phương trình chính tắc :                                                                      Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 e) Vẽ biểu đồ momen trên hệ siêu tĩnh đã cho do tải trọng tác dụng (Mp) Mp =                          +    Kiểm tra điều kiện chuyển vị :                    0                    EJ 1                         .10 -4 (m)                   =                                   = 213.228 300 2869.258 4292.434 150 3269.206 1173.228 2656.03 Mp KNm [...].. .Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng ̅̅̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅ = * + = -0 .0 02 (m) Ta thấy chuyển vị rất nhỏ do sai số tạo nên Kiểm tra cân bằng nút 429 2.434KNm 26 56.03KNm 150KNm 28 69 .25 8KNm 21 3 .22 8KNm 326 9 .20 6KNm 1173 .22 8KNm  Biểu đồ momen đã vẽ là đúng f) Vẽ biểu đồ lực cắt Qp và lực dọc Np trên hệ siêu tĩnh đã cho Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Bài tập lớn : cơ học kết cấu. ..  Tính các hệ số do tác động thay đổi bởi nhiệt độ : ̅̅̅̅ ∑ ∑ ̅̅̅̅ 1 KN N1 X1=1 Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng 0.8 X2=1 - - 0.8 0.8 + 1 N2 KN + X3=1 0.6 0.6 N3 KN Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 - Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng - - 1.4 0 .2 Ns KN Ta có : ( ) Kiểm tra : ( ) =  Kết quả phù hợp Tính. .. đoạn 6,7cm 2 tính hệ siêu tĩnh chịu tác dụng của cả 3 nguyên nhân ( tải trọng ,nhiệt độ thay đổi và độ lún gối tựa ) 2. 1 viết phương trình chính tắc dạng số : a) chọn hệ cơ bản như hình vẽ : X3 X2 6 I P=1 12 X1 8 8 lập phương trình chính tắc dạng chữ : { Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 8 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng  Các hệ số của ẩn ; ; ; ;  Các hệ số do tải... 311.4738 20 9.661 - 491.4738 29 .661 + 31.136 - Np KN 24 9.375 350. 625 309 .24 34 385.603 549.8434 145.603 484.904 Qp KN 17.769 Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 97.769 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng 1. 2Tính chuyển vị tại I Đặt P=1 vào điểm I,giả sử chiều như hình vẽ: I P=1 Biểu đồ MI I 12 P=1 Mi 1 Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng... ) Kiểm tra : ( ) =  Kết quả phù hợp Tính các hệ số thay đổi bởi chỗ : Ta có : ∑ ̅̅̅̅̅ Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 + Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Kiểm tra : Thay các hệ số trên vào hệ phương trình : { Ta có : s { { Biểu đồ MCC = ̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅ ̅̅̅̅̅ Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng 9561,658 5536,538... 9561,658 5536,538 150 445 3668 5083,56 Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 6043,56 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng 9561,658 150 3668 6043,56 Các nút cân bằng. vậy biểu đồ Mcc đã vẽ là đúng Biểu đồ MI I 12 P=1 Mi 1 Sinh viên : Phạm Văn Giáp Lớp : XDCTN_K53 Bài tập lớn : cơ học kết cấu Giảng viên :TS.Dương Dức Hùng Chuyển vị ngang tại I : (̅̅̅̅̅).(̅̅̅̅) = = 0,0177 (m) Vậy . ))(( SS MM =        8. 2 12 . 12 2 1 14 . 3 2 10 . 14 2 1 . 2 1 2. 10 . 2 1 . 82. 3 2 . 2 2 .2 14 . 3 2 . 2 14 . 14 8. 2 12 . 12 1 EJ = EJ 3 .20 58 Mặt khác : δ 11 + δ 12 + δ 13 + δ 21 + δ 22 + δ 23 + δ 31 + δ 32 + δ 33 . tra các hệ số EJEJ MM S 20 16 8. 2 12 . 12 . 2 1 ) 12 . (2. 2. 2 1 12 . 14 . 14 . 2 1 8. 2 12 . 12 1 ))(( 1         Mặt khác : δ 11 + δ 12 + δ 13 = EJ 316 8 EJ 11 52  = EJ 20 16  Kết quả. tự do của phương trình chính tắc : EJEJ MM 316 8 8 2 12 . 12 2 1 12 . 16 . 12 8 2 12 . 12 1 )).(( 11 11            EJEJ MM 11 52 )6. (16 . 12 1 )).(.( 12 2 1 12   0)).(( 13 311 3  MM 

Ngày đăng: 14/04/2015, 10:53

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan