Инструкция к пользованию программой для расчета фермы на ПЭВМ

ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАНИЙ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

Расчетно-графическая работа «Статический расчет плоских ферм с применением ПЭВМ (равновесие произвольной плоской системы сил)»

Введение

Расчёт плоской фермы сводится к определению опорных реакций и усилий в её стержнях. Опорные реакции можно найти обычными методами статики из 3-х уравнений равновесия, рассматривая ферму в целом как твёрдое тело.

При определении усилий в стержнях методом вырезания узлов мысленно вырезают узлы фермы, прикладывают к ним соответствующие внешние силы, реакции самих стержней и составляют уравнения равновесия сил, приложенных к каждому узлу: , . Условно предполагают, что все стержни растянуты, т.е. реакции стержней направлены от узлов. Если в результате вычислений получен ответ со знаком минус, то это значит, что соответствующий стержень сжат. Последовательность рассмотрения узлов обычно определяется условием: число неизвестных сил, приложенных к узлу, не должно превышать числа уравнений равновесия, т.е. двух.

Методом Риттера удобно пользоваться для определения усилий в отдельных стержнях фермы, в частности, для проверочных расчётов. Для определения усилия в каком-нибудь стержне ферму рассекают на две части сечением, проходящем через три стержня, в том числе и через тот, в котором определяется усилие. Одну из частей вместе с приложенными к ней силами мысленно отбрасывают, а её действие заменяют соответствующими силами, направляя их вдоль разрезанных стержней в сторону отброшенной части. Затем составляют уравнения моментов сил, действующих на рассматриваемую часть фермы, относительно точки пересечения двух рассечённых стержней, усилия в которых на данном этапе не определяются. Эта точка пересечения называется точкой Риттера. Если точка Риттера находится в бесконечности, т.е. стержни параллельны, то составляют уравнение суммы проекций сил, приложенных к рассматриваемой части фермы, на ось, перпендикулярную этим параллельным стержням.

Решение типового варианта

Дано: Схема фермы, все действующие нагрузки и размеры показаны на рис. 1п.

Р=10 кН, F=30 кН.

Определить опорные реакции и усилия в стержнях 1 – 4 методом вырезания узлов, 5 – 7 – методом сквозных сечений.

Рис. 1п

Решение. При определении опорных реакций ферма рассматривается как твёрдое тело. Опоры в узлах А и В мысленно отбрасываются и заменяются соответствующими реакциями: составляющие в узле А, в узле В (рис. 2п).

Рис. 2п

Составляются три уравнения равновесия:

Из первого уравнения Х_А=5 кН, из третьего кН, из второго кН; знак «–» показывает, что истинное направление противоположно изображённому на рис. С2.2.

Проверка:

При определении усилий в стержнях 1 – 4 методом вырезания узлов сначала мысленно вырезается узел D (в нём сходятся два стержня, усилия в которых неизвестны), и изображаются все приложенные к нему силы и реакции (рис. 3п).

Рис. 3п Рис. 4п

По геометрическим размерам фермы (рис. 5п) , следовательно, , . Уравнения равновесия имеют вид

кН.

Затем вырезается узел А (рис. 4п), здесь неизвестны усилия ;

кН.

При определении усилий в стержнях 5 – 7 методом Риттера ферма рассекается по этим трём стержням на две части. Одна из частей вместе с приложенными к ней нагрузками мысленно отбрасывается, а её действие на оставшуюся часть заменяется усилиями , которые направлены вдоль соответствующих стержней в сторону отброшенной части (рис. 5п). Для определения составляется уравнение моментов от сил, приложенных к оставшейся части фермы, относительно точки пересечения двух остальных разрезанных стержней (точка L).

кН.

Рис. 5п

Для определения составляется уравнение моментов относительно точки N.

кН.

При определении составляется уравнение моментов относительно точки Е.

кН.

Результат согласуется с леммой 2 о нулевых стержнях, что является дополнительной проверкой результатов счёта.

Ответ: кН; кН; кН; S₁ = 4 кН; S₂ = –10,77 кН; S₃ = 13,1 кН; S₄ = –12,61 кН; S₅ = 12,19 кН; S₆ = –23,58 кН; S₇ = –12,61 кН. Знаки указывают, что сила направлена противоположно показанному на рис. С2.2, стержни 2,4,6,7 – сжаты, 1,3,5 – растянуты.

Варианты типовых расчетов

К заданию даётся 10 рисунков и таблица, содержащая дополнительные к тексту задачи условия. Студент во всех задачах выбирает номер рисунка по последней цифре номера своей зачётной книжки, а номер условия в таблице – по предпоследней.Например, если номер зачётной книжки оканчивается числом 57, то берутся рис.7 и условие №5 из таблицы для каждой из задач. Рисунки даны без соблюдения масштаба, на них все линии, параллельные строкам, считаются горизонтальными, а перпендикулярные строкам – вертикальными.

Задание выполняется на листах формата А4. Вначале выполняется чертёж (можно карандашом) и записывается, что в задаче дано и что требуется определить (текст задачи не переписывается). Чертёж выполняется с учётом условий решаемого варианта задачи и должен быть аккуратным и наглядным;на нём все углы, действующие силы и их расположение на чертеже должны соответствовать этим условиям.

Плоская ферма, расположенная в вертикальной плоскости, закреплена в точках А и В, причём в одной из них шарнирно-неподвижно, а в другой опирается на подвижный шарнир (рис. 0 – 9). К ферме приложена наклонная сила , для которой модуль и угол указаны в таблице, горизонтальная сила и вертикальная ; в расчётах принять Q = 5 кН, Р = 20 кН, a=3 м. Определить опорные реакции в точках А и В, усилия в стержнях 1, 2, 3, 4 методом вырезания узлов, а в стержнях 5, 6, 7 – методом сквозных сечений (Риттера).

Таблица

Предпоследняя цифра шифра зачётной книжки

Номер условия	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
F, кН	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	30	45	60	30	45	60	30	45	60	30

№ рисунка по последней цифре шифра зачётной книжки

Инструкция к пользованию программой для расчета фермы на ПЭВМ

1. В папке «РАСЧЕТ НА ПЭВМ» дважды щелкнуть на «ferm06».

2. В выпавшем окошке с рисунком фермы из 10 панелей ввести данные по своему варианту (для визуального контроля после каждого ввода (или после последнего) щелкнуть мышкой на рисунке):

число панелей ( ) – для данных ферм равно 4;

длина панелей ( ) – задаётся одинаковая длина для каждой из панелей фермы;

ввод высот узлов нижнего пояса ( ) – все значения «0»;

ввод высот стоек ( ) – задать пять значений высот вертикальных стержней слева направо;

раскосы – задать направления наклона раскосов, нажимая на них на рисунке;

опоры – задать номер узла, закреплённого шарнирно-неподвижно ( ) и шарнирно-подвижно ( ) (нумерация узлов фермы по нижнему поясу слева направо от 1 до 5, по верхнему поясу слева направо от 6 до 10);

число нагрузок ( Np) – 3;

угол В – в данных вариантах 90⁰ (реакция опорного стержня направлена вертикально);

нагрузки – указать номер узла (n), к которому приложена сила, величину силы (Р), и угол с положительным направлением оси х (откладывать против часовой стрелки; если брать значение со знаком «-», угол будет отложен по часовой стрелке).

Получить ответ, нажимая на «Solve».

3. В файле «FERMA (текстовый документ)» находятся исходные данные для рассчитываемой фермы и результаты счета. Эти данные распечатать и приложить к РГР.

4. В файле «Truss (JPEG – рисунок)» сохраняется рисунок рассчитываемой фермы.

Примечание: программу для проверки полученных результатов можно скачать на сайте http://vuz.exponenta.ru/ ( Download Образование Расчет плоской статически определимой балочной фермы), нажав на «exe, Delphi».

Скачанный файл «ferm06» перебросить в память компьютера. При запуске при появлении окошка information «Нет файла tm.kod!» нажать «Ok».

Далее ввод данных аналогично изложенному выше.

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 174; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!