Методичні вказівки до виконання курсової роботи

Для виконання розділів курсової роботи схеми та вихідні дані згідно з номером залікової книжки студента вибираються:

· для багатодискової балки - рисунок 1, таблиця 1;

· для багатодискової рами - рисунок 2, таблиця 2;

· для тришарнірної рами - рисунок 3, таблиця 3;

· для ферми - рисунок 4, таблиця 4;

· для обчислення переміщень - таблиця 5.

Частина 1. Визначення внутрішніх зусиль від постійного навантаження в балках, рамах та фермах.

Пункт 1.1.1

Кінематичний аналіз полягає у визначенні ступеня вільності (W) й аналізі геометричної структури розрахункової схеми. Для багатодискової балки, багатодискової та тришарнірної рами ступінь вільності визначається за формулою

W = 3Д – 2Ш – В_о ,

де Д – кількість дисків у розрахунковій схемі;

Ш – кількість простих шарнірів;

В _о – кількість опорних в'язей.

Для ферми ступінь вільності краще визначати за формулою:

W = 2 В – C – В_о,

де В - кількість вузлів (ураховуючи опорні) в розрахунковій схемі ферми;

C – кількість стержнів;

В_о - кількість опорних в'язей.

Після обчислення W необхідно виконати аналіз геометричної структури схем.

Аналіз геометричної структури багатодискової балки та багатодискової рами найкраще виконувати шляхом побудови кінематичної (поверхової) схеми. Для цього виділяють головні й другорядні елементи. Їх класифікують після умовного «вилучення» шарнірів, які з'єднували елементи між собою. Ті елементи, які спроможні самостійно витримувати навантаження (консолі, балки та рами на двох шарнірних опорах), є головними. Другорядні – обов’язково опираються на головні по відношенню до них елементи. Головні елементи розташовуються на кінематичній (поверховій) схемі нижче від другорядних.

Пункт 1.1.2

Побудова епюр внутрішніх зусиль у багатодисковій балці (M і Q), а в багатодисковій рамі (M, Q та N) від постійного навантаження починається з розрахунку другорядних елементів на кінематичній схемі, а потім виконують розрахунок головних елементів. При розрахунку головних елементів необхідно знати сили взаємодії в шарнірах, які є опорними реакціями для другорядних елементів. Ці сили визначаються як реакції опор другорядних елементів від заданого навантаження. Їх ураховують у головних елементах як зосереджені сили, але спрямовані в протилежному напрямку.

За результатами послідовного розрахунку всіх елементів балок і рам будуються епюри внутрішніх зусильдля всієї багатодискової балки та багатодискової рами. Ординати епюри М відкладаються з боку розтягнутих волокон, при цьому знаки на епюрі не проставляються.

Розрахунок тришарнірної рами необхідно починати з визначення складових опорних реакцій. Опорні реакції обчислюються в такій послідовності: , де А і В - опорні шарніри; С - ключовий шарнір.

Для побудови епюр М, Q і N необхідно записати рівняння цих зусиль на ділянках рами залежно від розташування перерізу (х). Задаючись різними значеннями аргументу (х), отримують величини згинальних моментів, поперечних та поздовжніх сил у перерізах на ділянках рами (й у заданому перерізі “ к ”), згідно з якими будуються епюри М, Q і N.

Статична перевірка епюри М виконується шляхом розгляду рівноваги жорстких вузлів рами.

Епюри Q і N перевіряються сумісно, шляхом розгляду рівноваги жорстких та шарнірних вузлів: сума проекцій всіх зовнішніх і внутрішніх сил, які діють у вузлі на вертикальну та горизонтальну вісь, повинна дорівнювати нулю.

Пункт 1.1.3

Розрахункові схеми ферм мають дві опори: шарнірно-нерухому та шарнірно-рухому. Реакції в трьох в'язях цих опор визначаються за допомогою рівнянь рівноваги: , де А і В - опорні шарніри.

Перевірка реакцій виконується за допомогою рівняння .

Зусилля в кожному із стержнів заданого вузла ферми необхідно визначати, враховуючи зовнішнє навантаження. Для знаходження зусиль треба вибрати один із способів: вирізування вузлів, перерізів (проекцій або моментної точки). При визначенні зусиль необхідно показувати перерізи, які використовуються, записувати відповідні рівняння рівноваги. Необхідні геометричні дані повинні бути визначені аналітично, а не братися з креслення ферми.

Перевірку рівноваги вузла необхідно виконати, використавши такі рівняння рівноваги: і .