Μεγάλη εγκυκλοπαίδεια πετρελαίου και φυσικού αερίου. Υποστηρίζει. Υποστηρικτικές δομές και τα σύμβολά τους
Οι μαθητές του μαθήματος "Υπολογισμός κτιριακών κατασκευών - από την αρχή!", του οποίου οδηγώ στο έργο Dystlab Education, μου ζητούν περιοδικά να τους εξηγώ έννοιες όπως "άρθρωση", "υποστήριξη μεντεσέδων". Προφανώς, η κατανόηση αυτών των σημαντικών στοιχείων, από την άποψη της λειτουργίας της δομής, προκαλεί κάποιες δυσκολίες στους αρχάριους σχεδιαστές.
Διάφορα λεξικά και wikis ορίζουν μια άρθρωση ως ένα "περιστροφικό κινηματικό ζεύγος", το οποίο ορολογικά αναφέρεται περισσότερο στη μηχανολογία (στοιχεία μηχανών και μηχανισμών) παρά σε κτιριακές κατασκευές, αν και η αρχή της άρθρωσης είναι η ίδια παντού. Άρθρωση - μια συσκευή που συνδέει δύο στοιχεία με τέτοιο τρόπο ώστε να μπορούν να περιστρέφονται γύρω από ένα σημείο ή άξονα.
Διάφορα σχήματα για τη χρήση μεντεσέδων παρουσιάζονται στα παρακάτω βίντεο. Στο πρώτο βίντεο, μεντεσέδες χρησιμοποιούνται για συστήματα παραθύρων και θυρών, στο δεύτερο - για σταθεροποίηση γυροσκοπίου κάμερας (δεν χρησιμοποιούνται ένας, αλλά πολλοί μεντεσέδες):
Βίντεο 1. Παραδείγματα μεντεσέδων
Βίντεο 2. Μεντεσέδες ως μέρος ενός πολύπλοκου μηχανισμού
Από αυτά τα βίντεο, η ίδια η ιδέα θα πρέπει να γίνει ξεκάθαρη: ο μεντεσές χρειάζεται εκεί όπου δεν απαιτείται άκαμπτη στερέωση του στοιχείου, αλλά είναι απαραίτητο να του επιτρέπεται να περιστρέφεται.
Μεντεσέδες σε κτιριακές κατασκευές
Σε κτίρια και κατασκευές, οι μεντεσέδες χρησιμοποιούνται, κατά κανόνα, στους πιο κρίσιμους κόμβους - στηρίγματα. Μερικές φορές οι μεντεσέδες εισάγονται σε κάποιο "εσωτερικό" μέρος της δομής:
Φέροντας μέρος της δομής ανοιγμάτων της γέφυρας
Η στερέωση με σχοινί σε προσωρινά στηρίγματα είναι επίσης αρθρωμένη
Μεντεσέ ως μέρος φέρουσα δομήσε αστικό κτίριο
Πεζογέφυρα, που υλοποιείται σύμφωνα με το σχέδιο "τρεις αρθρωτή καμάρα" (ένα σπάνιο σχέδιο!)
Αρθρωτή υποστήριξη του αξιοθέατου "Ferris wheel"
Μεντεσέδες σε σχέδια σχεδίασης
Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, ο σχεδιασμός μιας δομής ξεκινά με την ανάπτυξη του σχεδίου σχεδιασμού της. Εξετάστε μερικά παραδείγματα των απλούστερων σχημάτων υπολογισμού:
Εικόνα 1. Παραδείγματα σχεδίων σχεδίασης με αρθρωτά στηρίγματα
Είτε σας εκπλήσσει είτε όχι, και τα τρία διαγράμματα δείχνουν τον ίδιο τύπο δομικής στήριξης - μεντεσέδες. Σημειώστε ότι το αριστερό στήριγμα σε κάθε διάγραμμα "περιστρέφεται" κατά κάποια γωνία. Αυτό έγινε μόνο για να τονιστεί ότι τώρα δεν εργαζόμαστε με μια πραγματική δομή, αλλά με το εικονικό αντίστοιχο, ένα απλοποιημένο μοντέλο (σχήμα υπολογισμού). Και επάνω σχήμα υπολογισμούείναι σημαντικό να σημειωθούν μόνο εκείνα τα χαρακτηριστικά που επηρεάζουν θεμελιωδώς τη λειτουργία της δομής: στην περίπτωση αυτή, πρόκειται για δύο ράβδους στήριξης με τις οποίες η δομή είναι προσαρτημένη στο έδαφος.
Ακολουθεί ένα άλλο παράδειγμα σχεδίου σχεδιασμού από το επεξηγηματικό σημείωμα του έργου της υπερυψωμένης διάβασης του 1905:
Εικόνα 2. Αρθρωτό δοκάρι, έργο 1905
Στα δεξιά (Εικ. 8, Εικ. 2) φαίνεται μια απλή δοκός σε δύο στηρίγματα και τα μαύρα τρίγωνα δείχνουν το αρθρωτό και το αρθρωτό σταθερή υποστήριξη(αν και είναι δύσκολο να βρεις ποιο είναι ποιο, αλλά αυτό είναι ένα ερώτημα για τους συντάκτες του έργου, τους μηχανικούς E. O. Paton και P. Ya. Kamentsev). Όπως μπορείτε να δείτε, η μόνη σωστή παραλλαγή στη σημειογραφία αρθρωτή υποστήριξηόχι, και το πώς θα εμφανιστεί αυτό το στοιχείο στα διαγράμματα εξαρτάται από εσάς.
Τι σημαίνει ο κύκλος
Όπως μπορείτε εύκολα να δείτε, στα διαγράμματα ο μεντεσές συμβολίζει έναν μικρό κύκλο. Το τμήμα στήριξης της δομής περιστρέφεται γύρω από αυτό το κέντρο:
Σχήμα 3. Τα τμήματα της κατασκευής Α, Β περιστρέφονται σε κάμψη γύρω από αρθρωτά στηρίγματα
Κινήσεις και αντιδράσεις
Ο μεντεσές επιτρέπει στο τμήμα να περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του. Εφόσον σε αυτό το σημείο επιτρέπονται γωνιακές κινήσεις, δεν υπάρχει αντίστοιχη ροπή αναφοράς. Αυτός είναι ο κύριος σκοπός της άρθρωσης στη δομή του κτιρίου - να μηδενιστούν οι ροπές που εμφανίζονται στη διαδικασία κάμψης:
Εικόνα 4. Σκληρό τσίμπημα (1) και αρθρωτή υποστήριξη(2) δοκάρια
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κινητών και σταθερών στηρίξεων;
Πιθανότατα έχετε παρατηρήσει ότι στα σχήματα 1, 3, 4 οι δοκοί βρίσκονται σε διαφορετικά στηρίγματα: στα αριστερά, το στήριγμα σχεδιάζεται με τρεις κύκλους ένα mi και δύο γραμμές σύνδεσης, και στα δεξιά - δύο κύκλοι έναμί και μια γραμμή. Γιατί αυτό?
Κάθε γραμμή σύνδεσης (κοντό τμήμα στην εικόνα του στηρίγματος) μοντελοποιεί τη σύνδεση αυτού του κόμβου στο έδαφος, επομένως απαγορεύονται οι γραμμικές κινήσεις της δοκού προς αυτή την κατεύθυνση. Έτσι, η δοκός δεν μπορεί να λυγίσει στα υποστηρικτικά τμήματα. τόσο στην αρχή όσο και στο τέλος της κατασκευής τραβιέται κάθετες ή κεκλιμένες ράβδοι για τη στήριξη της δοκού. Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι μια κεκλιμένη κατασκευή μπορεί πάντα να προβάλλεται σε αμοιβαία κάθετους άξονες (κάθετους και οριζόντιους), επομένως το σχήμα 2 στο σχήμα 1 δεν διαφέρει θεμελιωδώς από τα άλλα.
Είναι επίσης σημαντικό να κατανοήσετε τον σκοπό της μονής οριζόντιας ράβδου στήριξης. Απαγορεύει την οριζόντια κίνηση της δοκού (στην κατεύθυνση του διαμήκους άξονα), αλλά μόνο του τμήματος στο οποίο είναι εγκατεστημένη. Αυτό είναι ένα κλασικό στήριγμα με αρθρωτό:
Εικόνα 5. Ποιες κινήσεις απαγορεύονται και επιτρέπονται από αρθρωτά στηρίγματα
Στο σχήμα 5, το δεξιό στήριγμα ονομάζεται αρθρωτό, καθώς επιτρέπει στο δεξί άκρο της δοκού να κινηθεί προς την οριζόντια κατεύθυνση. Αυτή είναι μια σημαντική περίσταση για να ληφθούν υπόψη οι επιμηκύσεις και οι βραχύνσεις της δομής που οφείλονται, για παράδειγμα, σε διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
συμπεράσματα
Ο μεντεσές είναι σημαντικό στοιχείοσχεδίαση: επιτρέπει στα τμήματα που είναι προσαρτημένα σε αυτό να περιστρέφονται γύρω από τον άξονα του μεντεσέ. Ο μεντεσές επαναφέρει τις ροπές αναφοράς.
Στο διάγραμμα σχεδίασης, η άρθρωση εμφανίζεται, κατά κανόνα, σε κύκλο. Τα αρθρωτά κινητά και τα αρθρωτά σταθερά στηρίγματα είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους στήριξης για συστήματα δοκών. Και τα δύο έχουν μεντεσέδες και επιτρέπουν την περιστροφή του τμήματος αναφοράς, ενώ το αρθρωτό στήριγμα επιτρέπει επίσης οριζόντιες κινήσεις του αντίστοιχου άκρου της δοκού.
Είναι συνηθισμένο να λέμε ότι τα στηρίγματα είναι προσαρτημένα "στο έδαφος", αλλά αυτό δεν πρέπει να λαμβάνεται κυριολεκτικά. Συχνά, το «έδαφος» είναι άλλο ένα δομικό στοιχείο, μεγαλύτερης ακαμψίας.
Στο σχ. Το 1.21 δείχνει μια οριζόντια δοκό που βασίζεται σε αρθρωτά και κινητά και σταθερά στηρίγματα στα σημεία Α και Β.
Αντίδραση RΤο A του περιστροφικά κινούμενου στηρίγματος κατευθύνεται κάθετα προς την επιφάνεια στήριξης προς τη δοκό. Το αρθρωτό κινητό στήριγμα τοποθετείται σε κυλίνδρους, οι οποίοι δεν εμποδίζουν την κίνηση της δοκού κατά μήκος της επιφάνειας στήριξης. Αν δεν λάβουμε υπόψη την τριβή των κυλίνδρων, τότε η γραμμή δράσης της αντίδρασης RΤο Α διέρχεται από το κέντρο της άρθρωσης κάθετα στην επιφάνεια έδρασης.
Το αρθρωτό στήριγμα εμποδίζει τις μεταφορικές κινήσεις της δοκού κατά μήκος των αξόνων συντεταγμένων, αλλά της επιτρέπει να περιστρέφεται γύρω από τον άξονα της άρθρωσης. Γραμμή δράσης αντίδρασης RΤο Β του αρθρωτού στηρίγματος διέρχεται από το κέντρο της άρθρωσης, αλλά το μέτρο και η κατεύθυνση της αντίδρασης δεν είναι γνωστά εκ των προτέρων.
Στο σχ. Το 1.22 δείχνει τη δοκό ΑΒ. Σύμφωνα με το αξίωμα του παραλληλογράμμου των δυνάμεων, που επιτρέπει την αντίστροφη ερμηνεία, την αντίδραση RΤο B μπορεί να αποσυντεθεί σε στοιχεία παράλληλα με τους άξονες συντεταγμένων.
ΑΠΟ
Πιο πολύπλοκοι τύποι συνδέσεων και οι αντιδράσεις τους εξετάζονται αργότερα, όταν εισαχθούν οι έννοιες. ζεύγη δυνάμεωνκαι ροπές δυνάμεων γύρω από ένα σημείο και έναν άξονα.
Αξίωμα των συνδέσεων - οποιοδήποτε μη ελεύθερο σώμα μπορεί να θεωρηθεί ελεύθερο, αν απορρίψουμε τους δεσμούς και αντικαταστήσουμε τη δράση τους με τις αντιδράσεις αυτών των δεσμών.
Στο σχ. Το 1.23 δείχνει τη δοκό ΑΒ, που θεωρείται ως μη ελεύθερο μηχανικό σύστημα, στην οποία επιβάλλονται εξωτερικοί περιορισμοί.
Το αρθρωτό σταθερό στήριγμα στο σημείο Β δεν επιτρέπει στη δοκό να κινείται μεταφορικά παράλληλα με τους άξονες συντεταγμένων και της επιτρέπει να περιστρέφεται στο επίπεδο του σχήματος. Με βάση αυτό, η αντίδραση RΤο Β διασπάται στα συστατικά του ΥΣΤΟ, ΖΒ, παράλληλα με τους άξονες συντεταγμένων.
Το αρθρωτό-κινητό στήριγμα στο σημείο Α δεν επιτρέπει στη δοκό να μετακινηθεί προς την επιφάνεια στήριξης, επομένως η αντίδρασή της RΚαι κατευθύνεται σύμφωνα με το κανονικό.
ΣΤΟ
Η δέσμη ΑΒ βρίσκεται σε ισορροπία υπό τη δράση ενεργών δυνάμεων φά 1 ,φά 2 και αντιδράσεις Ζσι, Υσι, RΕξωτερικές σχέσεις. αντίδραση RΣυνιστάται η αποσύνθεση του Α σε συνιστώσες της δύναμης κατά μήκος των αξόνων συντεταγμένων.
Πρέπει να τονιστεί για άλλη μια φορά ότι η αποσύνθεση της δύναμης σε συνιστώσες της δύναμης πραγματοποιείται μόνο στο σημείο εφαρμογής της δύναμης.
Ερωτήσεις και εργασίες για αυτοέλεγχο
«μη ελεύθερο σώμα» .
Να διατυπώσετε έναν ορισμό του όρου "συνδέσεις" .
Να διατυπώσετε έναν ορισμό του όρου «αντιδράσεις ομολόγων» .
Να διατυπώσετε έναν ορισμό του όρου "ομαλή σύνδεση" .
Να διατυπώσετε έναν ορισμό του όρου "ευέλικτη σύνδεση" .
Να διατυπώσετε έναν ορισμό του όρου "άβαρη ράβδος" .
Να διατυπώσετε έναν ορισμό του όρου "ελεύθερο σώμα" .
Διατυπώ αξίωμα των συνδέσεων .
Κάτω από το σχήμα υπολογισμού του προβλήματος στο μέλλον θα κατανοήσουμε: μια σχηματική αναπαράσταση του σώματος (ή του συστήματος σωμάτων), η ισορροπία του οποίου εξετάζεται στο πρόβλημα, με τις δεδομένες (ενεργές) δυνάμεις που δρουν στο σώμα και το δυνάμεις αντίδρασης των δεσμών που επιβάλλονται στο σώμα, με το σύστημα συντεταγμένων που εισάγεται για να λύσει τους άξονες του προβλήματος, με όλα τα απαραίτητα δεδομένα για τις γεωμετρικές διαστάσεις και γωνίες, που πρέπει είτε να είναι γνωστά είτε να καθοριστούν για την επίλυση του προβλήματος.
Ένα ικανό και σαφές σχήμα υπολογισμού είναι το πρώτο και πάντα απαραίτητη προϋπόθεσηεπιτυχής επίλυση κάθε προβλήματος και ..... όχι μόνο στη μηχανική.
Κατά την κατάρτιση ενός σχεδίου σχεδίασης, είναι απαραίτητο να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί και ακριβείς - προσεκτικοί όταν μελετάτε τις συνθήκες και το σχέδιο για την εργασία, όταν εφαρμόζετε τις δεδομένες δυνάμεις, τις δυνάμεις αντίδρασης των δεσμών στο σχέδιο σχεδίασης και .... ακριβείς κατά το σχεδιασμό του σχεδίου σχεδίου.
Σε αυτό το στάδιο της λύσης, για να καταρτίσετε γρήγορα ένα σχέδιο σχεδίασης για το πρόβλημα, πρέπει να γνωρίζετε πολύ καλά συµβάσειςείδη δεσμών και αντιδράσεις αυτών των δεσμών (δηλαδή αφίσα 4γ), να μπορεί να αντικαταστήσει τυχόν κατανεμημένα φορτία με συγκεντρωμένες δυνάμεις, να μπορεί να προσδιορίσει τη θέση του κέντρου βάρους οποιουδήποτε σώματος.
Μεταξύ των δεδομένων δυνάμεων στα καθήκοντα μπορεί να είναι: συγκεντρωμένη γκρίνιαρουζκι,απεικονίζεται στα σχέδια για εργασίες με τη μορφή διανυσμάτων δύναμης. βάρος των δομικών στοιχείων· κατανεμημένα φορτίαμε δεδομένη ένταση. Ακόμη και σε προβλήματα σε ένα σώμα ή ένα σύστημα σωμάτων, δεδομένο ζευγάρια δυνάμεων.Συνήθως δίνονται από το μέγεθος της στιγμής και τη φορά περιστροφής. Τα σημεία εφαρμογής συγκεντρωμένων φορτίων υποδεικνύονται πάντα στη συνθήκη για το πρόβλημα. Τα σημεία εφαρμογής των δυνάμεων βαρύτητας, κατά κανόνα, δεν υποδεικνύονται. Πιστεύεται ότι ο καθένας που λύνει το πρόβλημα θα εφαρμόσει αυτή τη δύναμη στο κέντρο βάρους του εν λόγω σώματος.
Είναι απαραίτητο να σταθούμε με περισσότερες λεπτομέρειες στα κατανεμημένα φορτία. Υπάρχουν φορτία που κατανέμονται σε μια συγκεκριμένη περιοχή και φορτία κατανεμημένα σε ένα συγκεκριμένο μήκος. Οι πρώτες περιλαμβάνουν τις δυνάμεις της πίεσης ανέμου στους τοίχους των κτιρίων, το φορτίο χιονιού στις πλάκες δαπέδου των κτιρίων, την πίεση των υγρών στους τοίχους δεξαμενών, φραγμάτων κ.λπ. Αυτό το φορτίο χαρακτηρίζεται από την ένταση (p), μετρούμενη σε μονάδες πίεσης - δηλ. σε N/m 2 . Με ένα ομοιόμορφο φορτίο ανά μονάδα επιφάνειας, το μέγεθος της προκύπτουσας δύναμης που αντικαθιστά αυτό το φορτίο προσδιορίζεται από το γινόμενο της έντασης του φορτίου και της επιφάνειας κάτω από το φορτίο.
Σε προβλήματα στατικής, συνήθως θεωρούνται φορτία που κατανέμονται σε ένα ορισμένο μήκος. Η τιμή της προκύπτουσας δύναμης, η οποία αντικαθιστά το φορτίο, σε αυτή την περίπτωση εξαρτάται από το μήκος του τμήματος στο οποίο δρα το φορτίο και από τη φύση της κατανομής του φορτίου. Ένα τέτοιο φορτίο χαρακτηρίζεται επίσης από ένταση, αλλά μετριέται σε Newton ανά μονάδα μήκους - δηλαδή σε N / m. Συμβολίζεται, κατά κανόνα, με το σύμβολο q. Οι δοκοί και οι κατασκευές διαφόρων σκοπών υπολογίζονται για τη δράση των φορτίων που κατανέμονται κατά μήκος.
Η γραφική αναπαράσταση της μεταβολής της έντασης του φορτίου κατά μήκος της δοκού στη μηχανική και της αντίστασης των υλικών ονομάζεται συνήθως διάγραμμα κατανομής φορτίου. Για τις εξεταζόμενες περιπτώσεις, σύμφωνα με το διάγραμμα κατανομής φορτίου, το μέγεθος της συγκεντρωμένης δύναμης που αντικαθιστά το φορτίο και η θέση της γραμμής δράσης της δύναμης προσδιορίζονται σύμφωνα με έναν απλό κανόνα.
Η ΑΞΙΑ ΤΗΣ ΔΥΝΑΜΗΣ ΕΙΝΑΙ ΙΣΟ ΜΕ ΤΟ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΠΛΑΚΑΣ ΠΟΥ ΔΕΙΧΝΕΙ ΤΟ ΦΟΡΤΙΟ.
Η ΓΡΑΜΜΗ ΔΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΔΥΝΑΜΗΣ ΠΕΡΝΑΕΙ ΑΠΟ ΤΟ ΚΕΝΤΡΟ ΒΑΡΥΤΗΤΟΥ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΤΟΥ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΟΣ.
Εκτός από τις δεδομένες δυνάμεις, το σχήμα υπολογισμού δείχνει τις δυνάμεις αντίδρασης των δεσμών που επιβάλλονται στο σώμα (σύστημα σωμάτων).
Οι σύνδεσμοι συζητήθηκαν πολύ σύντομα στο Κεφάλαιο 1. Εδώ, είναι απαραίτητο να σταθούμε πιο αναλυτικά στους τύπους των συνδέσμων και στις αντιδράσεις τους. Ας δούμε πρώτα την αφίσα 4c, την οποία προτείνει ο συγγραφέας, όσοι θέλουν να μάθουν πώς να λύνουν στατικά προβλήματα, θυμούνται το σήμα "Εξαιρετικό". Και, τουλάχιστον, για τέσσερα χρόνια μετέπειτα σπουδές στο πανεπιστήμιο. 
1. Απαλή επιφάνεια- επιφάνεια, κατά τον προσδιορισμό της αντίδρασης της οποίας οι δυνάμεις τριβής μπορούν να αγνοηθούν. Το διάνυσμα αντίδρασης μιας λείας επιφάνειας εφαρμόζεται στο σημείο επαφής του σώματος με την επιφάνεια και κατευθύνεται κατά μήκος της κανονικής προς την επιφάνεια - δηλ. κάθετο στο επίπεδο που εφάπτεται στη δεδομένη επιφάνεια.
Μια παραλλαγή του τύπου σύνδεσης που εξετάζεται είναι η στήριξη του σώματος σε προεξοχή ή σημείο - δηλ. υποστήριξη σημείου. Σε αυτή την περίπτωση, η ίδια η επιφάνεια του σώματος θεωρείται λεία.Ο φορέας αντίδρασης κατευθύνεται κατά μήκος της κανονικής προς την επιφάνεια του σώματος.
2. Τραχιά (μη λεία) επιφάνεια- μια επιφάνεια όπου, σύμφωνα με την κατάσταση του προβλήματος, οι δυνάμεις τριβής δεν μπορούν να παραμεληθούν. Η τραχύτητα της επιφάνειας σε αυτή την περίπτωση προσδιορίζεται ειδικά στην κατάσταση του προβλήματος.
Η αντίδραση μιας τραχιάς επιφάνειας διαφέρει από την αντίδραση μιας λείας επιφάνειας στο ότι αυτή η αντίδραση απεικονίζεται ως συνδυασμός δύο δυνάμεων - της κανονικής αντίδρασης της επιφάνειας και της δύναμης τριβής στο επίπεδο επαφής μεταξύ των σωμάτων. Η δύναμη τριβής κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από την πιθανή κίνηση του σώματος στην επιφάνεια.
αξία Το f (συντελεστής τριβής) είτε καθορίζεται στο πρόβλημα είτε είναι επιθυμητή τιμή. Λόγω του γεγονότος ότι η δύναμη τριβής σύμφωνα με τον παραπάνω τύπο προσδιορίζεται μόνο όταν η δύναμη τριβής φτάσει στη μέγιστη τιμή της, σε προβλήματα τριβής του σώματος
λαμβάνονται υπόψη ΣΤΗ ΘΕΣΗ ΟΡΙΟΥ ΥΠΟΛΟΙΠΟΥ!
3.
αβαρής ράβδοςμε ιδανικούς μεντεσέδες στα άκρα - μια εξιδανικευμένη σύνδεση με τη μορφή ευθύγραμμου ή καμπυλόγραμμου σώματος, που έχει τη μορφή ράβδου, με μεντεσέδες στα σημεία πρόσδεσής του σε άλλα σώματα και με βάρος, η αξία του οποίου μπορεί να παραμεληθεί κατά την επίλυση του εξεταζόμενου προβλήματος.
Υποτίθεται ότι δεν υπάρχει τριβή στους ιδανικούς μεντεσέδες που συνδέουν τη ράβδο με άλλα σώματα.
Η ράβδος μπορεί να είναι είτε συμπιεσμένη είτε τεντωμένη. Όταν η ράβδος τεντώνεται, η δύναμη με την οποία ενεργεί η ευθεία ράβδος στο σώμα κατευθύνεται κατά μήκος της ράβδου από το σώμα στο οποίο είναι προσαρτημένη η ράβδος. Όταν η ράβδος συμπιέζεται, η δύναμη αντίδρασής της κατευθύνεται προς το σημείο προσάρτησης.
Η φύση της τάσης στη ράβδο είναι συνήθως άγνωστη. Επομένως, συνηθίζεται να κατευθύνουμε το διάνυσμα αντίδρασης της ράβδου από το σημείο προσάρτησής της στο σώμα, θεωρώντας ότι η ράβδος είναι τεντωμένη. Εάν, κατά τον υπολογισμό της δύναμης στη ράβδο, η τιμή της αποδειχθεί θετική, τότε η ράβδος είναι πράγματι τεντωμένη.
Εάν κατά τον υπολογισμό η δύναμη στη ράβδο αποδείχθηκε αρνητική, τότε η ράβδος συμπιέζεται.
Είναι βολικό και απλό να προσδιοριστεί η φύση της πίεσης χρησιμοποιώντας τα σημάδια (-) - συμπιεσμένο, (+) - τεντωμένο.
Αυτή η σύμβαση στον προσδιορισμό της φύσης των τάσεων χρησιμοποιείται επίσης παρακάτω.
κατά την επίλυση προβλημάτων του κλάδου «Αντοχή υλικών».
Σε ορισμένα προβλήματα υπάρχουν καμπυλόγραμμες αβαρείς ράβδοι. Οι αντιδράσεις τέτοιων ράβδων κατευθύνονται κατά μήκος της γραμμής που συνδέει τους άξονες μεντεσέδων. Αυτό προκύπτει από τη συνθήκη ισορροπίας συμπαγές σώμαυπό τη δράση ενός συστήματος δύο δυνάμεων που εφαρμόζονται στους μεντεσέδες.
4. εύκαμπτο νήμα- σύνδεση, η οποία έχει πολλά άλλα ονόματα - καλώδιο, σχοινί, σχοινί, αλυσίδα κ.λπ.
Ένα νήμα, όπως μια σύνδεση, μπορεί να λειτουργήσει μόνο όταν είναι τεντωμένο. Όταν πετάτε το νήμα διάνυσμα αντίδρασης νήματοςφαίνεται προσαρτημένο στο σημείο όπου το νήμα είναι δεμένο στο σώμα του οποίου εξετάζεται η ισορροπία, καικαθοδηγείται κατά μήκος του νήματος.
Συχνά συμβαίνει το σώμα να συγκρατείται από μια κλωστή που ρίχνεται πάνω από ένα ιδανικό μπλοκ με κάποιο βάρος στο άκρο. Δεδομένου ότι ένα μπλοκ που μπορεί να περιστρέφεται σε έναν άξονα χωρίς τριβή θεωρείται ιδανικό, η τάση του νήματος στο σημείο της πρόσδεσής του στο σώμα θεωρείται ίση με το βάρος του φορτίου στο άκρο του νήματος.
Για να μην εισαχθούν νέοι χαρακτηρισμοί, συνιστάται η τάση του νήματος στην περίπτωση αυτή να συμβολίζεται με το ίδιο σύμβολο με το βάρος του φορτίου στο άκρο του νήματος.
5. Αρθρωτή υποστήριξη- ένα στήριγμα που επιτρέπει σε ένα σημείο του σώματος, το οποίο είναι συνδεδεμένο με το στήριγμα, να κινείται χωρίς τριβές κατά μήκος οποιασδήποτε επιφάνειας. Η αντίδραση του κινητού στηρίγματος κατευθύνεται κατά μήκος της κανονικής προς την επιφάνεια κατά μήκος της οποίας μπορεί να κινηθεί το στήριγμα.
Με μια συγκεκριμένη υλοποίηση σχεδιασμού, το κινητό στήριγμα μπορεί να εμποδίσει την κίνηση του σημείου προσάρτησης του σώματος σε δύο αμοιβαία αντίθετες κατευθύνσεις. Επομένως, το αποτέλεσμα του προσδιορισμού του μεγέθους της αντίδρασης του στηρίγματος, όπως στην περίπτωση της ράβδου, μπορεί να είναι θετικό και αρνητικό.
6. Στήριγμα με μεντεσέδεςή κυλινδρική άρθρωση- μια σύνδεση που δεν επιτρέπει σε ένα σημείο του σώματος που είναι στερεωμένο σε ένα τέτοιο στήριγμα να κινείται σε επίπεδο κάθετο στον άξονα περιστροφής της άρθρωσης, αλλά επιτρέπει στο σώμα, ελλείψει άλλων συνδέσεων, να περιστρέφεται γύρω από αυτόν τον άξονα. Συμβατικά, θεωρείται ότι δεν υπάρχει τριβή στον μεντεσέ.
Ο σχεδιασμός των στηριγμάτων, που συμβατικά αναφέρεται ως "στήριγμα με μεντεσέδες" (και αυτά μπορεί να είναι απλά ρουλεμάν, ρουλεμάν κύλισης και απλά αρμοί με πείρο), μπορεί να είναι διαφορετικός.
Η αντίδραση του στηρίγματος είναι το αποτέλεσμα των δυνάμεων που ασκούνται από την πλευρά του σταθερού τμήματος του στηρίγματος, στο σώμα που συνδέεται με αυτό το στήριγμα και θεωρείται στη θέση ισορροπίας.
Δύναμη αντίδρασης του αρθρωτού στηρίγματοςβρίσκεται σε επίπεδο κάθετο στον άξονα περιστροφής του μεντεσέ. διέρχεται από το κέντρο του μεντεσέ. άγνωστο σε μέγεθος ή κατεύθυνση.
Αυτή η δύναμη προσδιορίζεται κατά την επίλυση προβλημάτων βρίσκοντας τις προβολές της στους άξονες συντεταγμένων.
Στο σχέδιο για το πρόβλημα, αυτές οι προβολές απεικονίζονται ως διανύσματα (συστατικά ή συστατικά της δύναμης) με τους κατάλληλους χαρακτηρισμούς.
Είναι απαραίτητο να δοθεί προσοχή στο γεγονός ότι στα σχέδια για τις εργασίες, είναι δυνατοί διάφοροι τύποι συμβόλων για την εν λόγω σύνδεση. Οι κύριοι τύποι συμβόλων για αρθρωτά στηρίγματα σε εργασίες στο PSS και στις εργασίες στο SSS φαίνονται στο σχήμα και στην αφίσα.
7. Σφαίρα ή σφαιρική άρθρωση- μια σύνδεση που δεν επιτρέπει σε ένα από τα σημεία του σώματος να κινηθεί προς οποιαδήποτε από τις κατευθύνσεις, αλλά επιτρέπει στο σώμα να περιστρέφεται εντός ορισμένων ορίων σε σχέση με οποιονδήποτε από τους άξονες συντεταγμένων που διέρχονται από αυτό το σημείο. 
Ένα σχηματικό σχέδιο ενός τέτοιου στηρίγματος, το σύμβολο και οι αντιδράσεις του φαίνονται στο σχήμα.
Η αντίδραση στήριξης είναι μια δύναμη άγνωστη σε μέγεθος και κατεύθυνση στο διάστημα. Τα συστατικά του κατά μήκος των αξόνων συντεταγμένων και είναι οι επιθυμητές ποσότητες.
Οι υπό όρους εικόνες των σφαιρικών μεντεσέδων στα σχέδια για εργασίες και σχέδια σχεδίασης είναι οι ίδιες όπως για τις κυλινδρικές σε εργασίες στο PSS. Αυτό δεν πρέπει να είναι παραπλανητικό. Οι σφαιρικοί μεντεσέδες βρίσκονται σε προβλήματα μόνο στο PPSS, όπου οι υπό όρους αναπαραστάσεις των κυλινδρικών μεντεσέδων είναι διαφορετικές.
8. ωστικό ρουλεμάν- σύνδεση, η οποία είναι ένας συνδυασμός κυλινδρικού μεντεσέ και επιπέδου αναφοράς. Εμφανίζεται σε εργασίες στο PPSS. Ένα άλλο στήριγμα για ένα σώμα που έχει μια τέτοια σύνδεση είναι, κατά κανόνα, ένας κυλινδρικός μεντεσέ.
Η αντίδραση του ρουλεμάν ώσης, άγνωστης σε μέγεθος και κατεύθυνση, όπως στην περίπτωση μιας σφαιρικής άρθρωσης, καθορίζεται από τα στοιχεία του που κατευθύνονται κατά μήκος τριών αξόνων συντεταγμένων.
Το σχήμα δείχνει μια συμβατική εικόνα του ρουλεμάν ώσης και μια από τις επιλογές για το σχεδιασμό του.
9. Στήριγμα τσιμπήματοςεπίσης λέγεται σκληρός τερματισμός- το υπό όρους όνομα της σύνδεσης που εμποδίζει το ενσωματωμένο σώμα να κινηθεί προς οποιαδήποτε από τις κατευθύνσεις και να στρίψει γύρω από οποιονδήποτε από τους άξονες συντεταγμένων. Παραδείγματα στηριγμάτων τσιμπήματος είναι: πλάκες από περβάζια παραθύρων ή μπαλκονιών ενσωματωμένα στον τοίχο του σπιτιού, στηρίγματα για τη στερέωση σωλήνων και καλοριφέρ, συνηθισμένα καρφιά που μπαίνουν στον τοίχο κ.λπ.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι εκτός από ένα άκαμπτο εξάρτημα, μπορεί επίσης να συμβεί ένα συρόμενο εξάρτημα - μια σύνδεση που δεν επιτρέπει στο σταθερό σώμα να περιστρέφεται σε σχέση με το σημείο στερέωσης και να κινείται μόνο σε μία από τις κατευθύνσεις. Οι αντιδράσεις μιας τέτοιας παραλλαγής επικοινωνίας φαίνονται στο σχήμα της παραλλαγής β).
Είναι καλύτερα να θυμάστε μόνοι σας τους τύπους συνδέσεων και τις αντιδράσεις τους με τη μορφή ενός πίνακα παρόμοιου με αυτόν που φαίνεται στην αφίσα 4c. Αλλά αν αμφιβάλλετε για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης των δυνάμεων αντίδρασης μιας συγκεκριμένης σύνδεσης στο σχήμα υπολογισμού στο πρόβλημα, τότε η γνώση των παρακάτω κανόνων θα σας βοηθήσει να κατευθύνετε σωστά αυτές τις αντιδράσεις:
1. ΕΑΝ Η ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΕΜΠΟΔΙΖΕΙ ΤΟ ΣΗΜΕΙΟ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ ΥΠΟΨΗ ΜΟΝΟ ΠΡΟΣ ΜΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ, ΤΟΤΕ Η ΔΥΝΑΜΗ ΤΗΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΠΡΟΣ ΑΥΤΗ ΤΗΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ.
2. ΑΝ Η ΣΥΝΔΕΣΗ ΥΠΑΡΧΕΙ ΤΟ ΣΗΜΕΙΟ ΥΠΟ ΘΕΩΡΗΣΗ ΣΕ ΔΥΟ (ΤΡΕΙΣ) ΑΜΟΙΒΑΙΑ ΚΑΘΕΤΟΙ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΕΙΣ, ΤΟΤΕ ΟΙ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΕΙΝΑΙ ΔΥΟ (ΤΡΕΙΣ) ΑΓΝΩΣΤΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ - ΣΥΝΑΡΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΠΛΗΡΩΣΗΣ ΣΤΟΥΣ ΑΞΟΝΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ.
Μετάεικόνες στο σχέδιο για την αποστολή δεδομένων συγκεντρωμένων δυνάμεων, στιγμές ζευγών δυνάμεων. μετά την αντικατάσταση της ενέργειας κατανεμημένα φορτίασυγκεντρωμένες δυνάμεις ισοδύναμες με αυτές στη δράση και τη δράση των δεσμών από τις δυνάμεις των αντιδράσεών τους το σχέδιο για την εργασία μετατρέπεται σε ένα σχήμα υπολογισμού για την εργασία. Αυτό το σχέδιο και το διάγραμμα μπορούν είτε να βοηθήσουν στην επίλυση του προβλήματος είτε, εάν το αντιμετωπίσετε απρόσεκτα, απλώς να προκαλέσουν σφάλματα.
Προκειμένου τα σχέδιά σας να βοηθήσουν στην επίλυση προβλημάτων, πρέπει να γνωρίζετε τα εξής:
1. Ποτέ δεν πρέπει να εξοικονομείτε χρόνο για τη σύνταξη ενός σχεδίου (σχήματος υπολογισμού) για να λυθεί ένα πρόβλημα. Όσο πιο καθαρό είναι το σχέδιο, τόσο πιο γρήγορα θα λύσετε το πρόβλημα και με λιγότερες πιθανότητες λάθους.
2. Συνιστάται να εκτελέσετε το σχήμα υπολογισμού απευθείας στο σχέδιο για την εργασία (βλ. αφίσα 12γ). Το σχέδιο για την εργασία πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο, ώστε όλες οι διαστάσεις να διαβάζονται εύκολα, οι γωνίες που σχηματίζονται από τα διανύσματα δυνάμεων ή τις γραμμές του σχεδίου με τους άξονες συντεταγμένων να είναι καθαρά ορατές.
3. Είναι πολύ σημαντικό όλα τα διανύσματα δύναμης, τα βέλη των ροπών των ζευγών δυνάμεων να ξεχωρίζουν καθαρά στο φόντο του σχεδίου. Ένα «κακώς» επιλεγμένο διάνυσμα είναι εύκολο να χαθεί κατά τη σύνταξη εξισώσεων ισορροπίας. Αυτό συνεπάγεται τόσο λανθασμένη λύση στο πρόβλημα όσο και απώλεια χρόνου για την αναζήτηση ενός σφάλματος. Είναι καλύτερα να σχεδιάσετε ένα σχέδιο με μολύβι και διανύσματα με μελάνι.
4. Είναι σημαντικό η οπτική αναλογικότητα των διαστάσεων στο σχέδιο να αντιστοιχεί σε αυτή που καθορίζεται στη δήλωση προβλήματος.
Το πιο σημαντικό, οι γωνίεςπου σχηματίζουν δυνάμεις ή χαράσσουν γραμμές με ορισμένους άξονες συντεταγμένων,αντιστοιχούσε στα δεδομένα.
Οι γωνίες στα 30 0 , 45 0 , 60 0 και 90 0 είναι επιθυμητές για να μάθετε πώς να σχεδιάζετε με μεγάλη ακρίβεια με το χέρι.
Για πολλούς αρχάριους σχεδιαστές, το κύριο πρόβλημα είναι η επιλογή του σχεδίου σχεδίασης: πού πρέπει να υπάρχουν μεντεσέδες και πού πρέπει να υπάρχουν άκαμπτοι κόμβοι; Πώς να καταλάβετε τι είναι πιο κερδοφόρο και πώς να καταλάβετε τι χρειάζεται γενικά σε έναν συγκεκριμένο κόμβο σχεδίασης; Αυτή είναι μια πολύ ευρεία ερώτηση, ελπίζω αυτό το άρθρο να ρίξει λίγο φως σε ένα τόσο πολύπλευρο ζήτημα.
Τι είναι οι κόμβοι υποστήριξης και ο χαρακτηρισμός αυτών των κόμβων στα διαγράμματα
Ας ξεκινήσουμε με την ουσία. Κάθε κατασκευή πρέπει να στηρίζεται - τουλάχιστον δεν πρέπει να πέφτει από το ύψος στο οποίο υποτίθεται ότι βρίσκεται. Αν όμως σκάψουμε βαθύτερα, για την αξιόπιστη λειτουργία του στοιχείου, δεν αρκεί να του απαγορεύσουμε να πέσει.
Πώς μπορεί να κινηθεί οποιοδήποτε στοιχείο στο διάστημα; Πρώτον, μπορεί να κινείται κατά μήκος ενός από τα τρία επίπεδα - κάθετα (άξονας Z), οριζόντια (άξονες X και Y). Δεύτερον, μπορεί να είναι μια περιστροφή του στοιχείου στον κόμβο γύρω από τους ίδιους τρεις άξονες.
Έτσι, έχουμε έως και έξι πιθανές μετατοπίσεις (και αν λάβουμε επίσης υπόψη την κατεύθυνση συν ή πλην, τότε δεν υπάρχουν έξι, αλλά δώδεκα από αυτές), οι οποίες ονομάζονται επίσης βαθμοί ελευθερίας - και αυτό είναι πολύ περιγραφικό όνομα. Εάν η δομή κρέμεται στον αέρα (μια μη ρεαλιστική κατάσταση), τότε είναι εντελώς ελεύθερη, δεν περιορίζεται από τίποτα. Εάν σε κάποιο σημείο εμφανίζεται ένα στήριγμα κάτω από αυτό, το οποίο δεν του επιτρέπει να κινείται κάθετα, τότε ένας από τους βαθμούς ελευθερίας του στοιχείου στη θέση στήριξης περιορίζεται κατά μήκος του άξονα Z. Παράδειγμα τέτοιου περιορισμού είναι το ελεύθερο στήριξη μιας μεταλλικής δοκού σε μια λεία, ολισθηρή επιφάνεια - δεν θα πέσει λόγω της στήριξης, αλλά μπορεί, με μια συγκεκριμένη προσπάθεια, να κινηθεί κατά μήκος των αξόνων X και Y ή να γυρίσει γύρω από οποιονδήποτε άξονα. Κοιτάζοντας μπροστά, ας διευκρινίσουμε ένα σημαντικό σημείο: εάν ένα στοιχείο σε έναν κόμβο δεν έχει περιορισμό περιστροφής, ο κόμβος αρθρώνεται. Έτσι, μια τόσο απλή άρθρωση με περιορισμό μόνο κατά μήκος ενός άξονα συνήθως υποδηλώνεται ως εξής:
Είναι εύκολο να αποκρυπτογραφηθεί ένας τέτοιος προσδιορισμός: κύκλοι σημαίνουν την παρουσία μιας άρθρωσης (δηλαδή, την απουσία απαγόρευσης της περιστροφής ενός στοιχείου σε αυτό το σημείο), μια ράβδος σημαίνει απαγόρευση κίνησης προς μία κατεύθυνση (συνήθως γίνεται αμέσως ξεκάθαρα από το διάγραμμα - σε ποιο - σε αυτή την περίπτωση, κάθετη απαγόρευση). Ένα εκκολάπτεται οριζόντιο συμβολίζει την παρουσία ενός στηρίγματος.
Η επόμενη επιλογή για τον περιορισμό των βαθμών ελευθερίας είναι η απαγόρευση κίνησης προς την κατεύθυνση δύο αξόνων. Για την ίδια μεταλλική δοκό, αυτοί μπορεί να είναι οι άξονες Z και X και κατά μήκος του Y μπορεί να κινηθεί όταν ασκηθεί δύναμη σε αυτήν. οι στροφές του, όπως μπορείτε να δείτε, επίσης δεν περιορίζονται με τίποτα.
Πώς να φανταστείτε την απουσία περιορισμού των στροφών; Εάν προσπαθήσετε να περιστρέψετε αυτήν τη δοκό γύρω από τον άξονά της (για παράδειγμα, στηρίξτε την οροφή σε αυτήν μόνο στη μία πλευρά - τότε η δοκός θα αρχίσει να περιστρέφεται κάτω από το βάρος της οροφής), τότε τίποτα δεν θα εμποδίσει αυτή τη στρέψη, η δοκός κατά μήκος όλο το μήκος του θα αρχίσει να ανατρέπεται υπό τη δράση μιας στρεπτικής δύναμης. Με τον ίδιο τρόπο, εάν εφαρμοστεί κατακόρυφο φορτίο στο κέντρο της δοκού, η δοκός θα λυγίσει και, στα σημεία στήριξης, θα περιστρέφεται ελεύθερα γύρω από τον άξονα Υ (δεξιόστροφα αριστερά, αριστερόστροφα στα δεξιά). Αυτό είναι που καταλαβαίνουμε ως μεντεσέ.
|
Φθείρων:"Σημαντικές αποχρώσεις στο σχεδιασμό κόμβων υποστήριξης" |
|
Θα ήθελα να κάνω αμέσως μια επιφύλαξη ότι στην κατασκευή ιδανικών μεντεσέδων και τσιμπημάτων δεν συμβαίνουν. Υπάρχει πάντα κάποια προϋπόθεση. Ας υποθέσουμε ότι αγνοούμε τη δύναμη τριβής και υποθέτουμε ότι η κίνηση της δέσμης κατά μήκος του άξονα Υ δεν περιορίζεται από τίποτα. Με την εμπειρία συνήθως έρχεται η δυνατότητα να δούμε αν ο κόμπος είναι άκαμπτος ή αρθρωτός. Είναι επίσης πολύ σημαντικό να μάθετε πώς να αποφεύγετε το ατελές τσίμπημα (όταν, με μικρές προσπάθειες, δεν υπάρχει περιστροφή της δομής και με αύξηση της ενεργού δύναμης, το στήριγμα δεν αντέχει και συμβαίνει η περιστροφή). Τέτοιες καταστάσεις προκαλούν απρόβλεπτη συμπεριφορά της δομής - θεωρήθηκε για ένα σχέδιο σχεδίασης, αλλά πρέπει να εργαστείτε σύμφωνα με ένα άλλο. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα άκαμπτο στήριγμα δοκού στο πλαίσιο, το οποίο παρέχεται με συγκόλληση της δοκού στην κολόνα. Αλλά ο συγκολλημένος σύνδεσμος υπολογίζεται λανθασμένα και η ραφή δεν αντέχει την εφαρμοζόμενη δύναμη και καταρρέει. Η δοκός συνεχίζει να στηρίζεται στην κολόνα, αλλά μπορεί ήδη να ενεργοποιήσει το στήριγμα. Σε αυτή την περίπτωση, το διάγραμμα των ροπών κάμψης αλλάζει δραματικά: στα στηρίγματα, οι ροπές τείνουν στο μηδέν, αλλά η ροπή του ανοίγματος αυξάνεται. Και η δοκός σχεδιάστηκε για τσιμπήματα και δεν ήταν έτοιμη να αντιληφθεί την αυξημένη στιγμή. Έτσι γίνεται η καταστροφή. Επομένως, οι άκαμπτοι κόμβοι πρέπει πάντα να σχεδιάζονται για το μέγιστο δυνατό φορτίο. |
Μια τέτοια άρθρωση ορίζεται ως εξής.
Η αριστερή και η δεξιά σημειογραφία είναι ισοδύναμες. Στα δεξιά, είναι πιο οπτικό: 1 - μια οριζόντια ράβδος περιορίζεται στον κόμβο σε κίνηση κάθετα (κάθετη ράβδος με κύκλους στα άκρα) και οριζόντια (οριζόντια ράβδος με κύκλους στα άκρα). 2 - η κατακόρυφη ράβδος περιορίζεται επίσης στον κόμβο στην κίνηση κάθετα και οριζόντια. Στα αριστερά υπάρχει επίσης ένας πολύ συνηθισμένος προσδιορισμός της ίδιας άρθρωσης, μόνο τα μπαστούνια είναι διατεταγμένα με τη μορφή τριγώνου, αλλά το γεγονός ότι υπάρχουν δύο από αυτά σημαίνει ότι η κίνηση περιορίζεται κατά μήκος δύο αξόνων - κατά μήκος του άξονα το στοιχείο και κάθετο στον άξονά του. Οι ιδιαίτερα τεμπέληδες σύντροφοι μπορεί να μην σχεδιάζουν καθόλου κύκλους και να ορίζουν έναν τέτοιο μεντεσέ απλά ως τρίγωνο - αυτό συμβαίνει επίσης.
Τώρα σκεφτείτε τι σημαίνει η κλασική ονομασία μιας αρθρωτής δοκού.
Πρόκειται για μια δοκό που έχει δύο στηρίγματα και στα αριστερά είναι επίσης περιορισμένη σε οριζόντια κίνηση (αν δεν συνέβαινε αυτό, το σύστημα δεν θα ήταν σταθερό - υπάρχει μια τέτοια κατάσταση στην αντοχή των υλικών - η ράβδος πρέπει να έχει τρεις περιορισμοί κίνησης, στην περίπτωσή μας δύο περιορισμοί στο Ζ και έναν Χ). Ο σχεδιαστής πρέπει να εξετάσει πώς να διασφαλίσει ότι η στήριξη της δοκού συμμορφώνεται με το σχέδιο σχεδιασμού - αυτό δεν πρέπει ποτέ να ξεχαστεί.
Και η τελευταία περίπτωση για ένα πρόβλημα επιπέδου είναι ο περιορισμός τριών βαθμών ελευθερίας - δύο μετατοπίσεις και περιστροφή. Ειπώθηκε παραπάνω ότι για οποιοδήποτε στοιχείο υπάρχουν έξι (ή δώδεκα) βαθμοί ελευθερίας, αλλά αυτό ισχύει για ένα τρισδιάστατο μοντέλο. Συνήθως θεωρούμε ένα επίπεδο πρόβλημα στον υπολογισμό. Και εδώ φτάνουμε στον περιορισμό της περιστροφής - αυτή είναι μια κλασική έννοια σκληρός κόμβοςή τσίμπημα- όταν στο σημείο στήριξης το στοιχείο δεν μπορεί ούτε να κινηθεί ούτε να στρίψει. Ένα παράδειγμα τέτοιου κόμβου μπορεί να χρησιμεύσει ως κόμβος τερματισμού ομάδας στήλη από οπλισμένο σκυρόδεμασε ένα ποτήρι - είναι τόσο βαθιά μονολιθικό που δεν έχει την ευκαιρία ούτε να κινηθεί ούτε να γυρίσει.
Το βάθος ενσωμάτωσης μιας τέτοιας στήλης είναι αυστηρά υπολογισμένο, αλλά ακόμη και στην εμφάνιση δεν μπορούμε να φανταστούμε ότι η στήλη στο σχήμα στα αριστερά μπορεί να γυρίσει σε ένα ποτήρι. Αλλά η δεξιά στήλη είναι εύκολη, είναι μια προφανής άρθρωση και είναι απαράδεκτο να σχεδιάσεις μια πρέζα με αυτόν τον τρόπο. Αν και τόσο εκεί όσο και εκεί η στήλη είναι βυθισμένη σε ένα ποτήρι και το αυλάκι γεμίζει με σκυρόδεμα.
Περισσότερες επιλογές τσιμπήματος θα υπάρχουν στην πορεία του άρθρου. Τώρα ας ασχοληθούμε με τη σημειογραφία του τσιμπήματος. Είναι κλασικό, και δεν υπάρχει ιδιαίτερη ποικιλία, σε αντίθεση με τους μεντεσέδες.
Αριστερά είναι ένα οριζόντιο στοιχείο σφιγμένο σε ένα στήριγμα, στα δεξιά είναι ένα κατακόρυφο στοιχείο.
Και τέλος - για τους αρθρωτούς και άκαμπτους κόμβους στα πλαίσια. Εάν ο κόμβος σύνδεσης δοκού με κολόνα είναι άκαμπτος, τότε εμφανίζεται είτε χωρίς καθόλου σύμβολα είτε με ένα γεμάτο τρίγωνο στη γωνία (όπως στα δύο πάνω σχήματα). Εάν η δοκός στηρίζεται στις κολώνες περιστροφικά, σχεδιάζονται κύκλοι στα άκρα της δοκού (όπως στο κάτω σχήμα).
Πώς να σχεδιάσετε έναν αρθρωτό ή άκαμπτο κόμπο
Πλάκες στήριξης, δοκοί, υπέρθυρα.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να θυμάστε όταν σχεδιάζετε κόμβους είναι ότι συχνά μια άρθρωση διακρίνεται από ένα τσίμπημα από το βάθος στήριξης.
Εάν μια πλάκα, υπέρθυρο ή δοκός στηρίζεται σε βάθος ίσο ή μικρότερο από το ύψος του τμήματος και δεν έχουν ληφθεί πρόσθετα μέτρα (συγκόλληση σε ενσωματωμένα στοιχεία που εμποδίζουν την περιστροφή κ.λπ.), τότε αυτή είναι πάντα μια καθαρή άρθρωση . Για μεταλλικά δοκάριαθεωρείται ότι αρθρώνεται κατά 250 χλστ.
Εάν το στήριγμα είναι μεγαλύτερο από δύο - δυόμισι ύψη του τμήματος του στοιχείου, τότε μια τέτοια στήριξη μπορεί να θεωρηθεί ως τσίμπημα. Αλλά υπάρχουν αποχρώσεις εδώ.
Πρώτον, το στοιχείο πρέπει να φορτωθεί από πάνω (με τοιχοποιία, για παράδειγμα), και το βάρος αυτού του βάρους πρέπει να είναι αρκετό για να απορροφήσει τη δύναμη του στοιχείου στο στήριγμα.
Δεύτερον, μια άλλη λύση είναι δυνατή, όταν η περιστροφή του στοιχείου περιορίζεται με συγκόλληση σε ενσωματωμένα μέρη. Και εδώ είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε σαφώς τα χαρακτηριστικά του σχεδιασμού των άκαμπτων κόμβων. Εάν η δοκός είναι είτε συγκολλημένη στο κάτω μέρος (αυτό απαντάται συχνά τόσο σε μεταλλικές κατασκευές όσο και σε προκατασκευασμένο σκυρόδεμα - υποθήκες στη δοκό ή την πλάκα συγκολλούνται στις ενσωματώσεις στο στήριγμα), τότε αυτό δεν την εμποδίζει να ενεργοποιήσει το στήριγμα - αποτρέπει μόνο την οριζόντια κίνηση του στοιχείου, για αυτό είπαμε παραπάνω. Αλλά εάν το πάνω μέρος της δοκού είναι καλά αγκυρωμένο με συγκόλληση σε ένα στήριγμα (αυτοί είναι είτε κόμβοι πλαισίου σε μέταλλο, είτε συγκόλληση λουτρού των άνω εξόδων οπλισμού σε προκατασκευασμένες εγκάρσιες ράβδους - σε κόμβους άκαμπτου πλαισίου ή συγκόλληση ενσωματωμένων στοιχείων στο υποστήριξη κόμβων πλακών μπαλκονιού, που πρέπει να τσιμπηθούν, αφού είναι κονσόλα), τότε αυτός είναι ήδη ένας σκληρός κόμβος, γιατί αποτρέπει σαφώς την περιστροφή στο στήριγμα.
Στο παρακάτω σχήμα, τα αρθρωτά και άκαμπτα συγκροτήματα επιλέγονται από τις τυπικές σειρές (σειρά 2.440-1, 2.140-1 τεύχος 1, 2.130-1 τεύχος 9). Δείχνουν ξεκάθαρα ότι σε έναν αρθρωτό σύνδεσμο, η στερέωση πηγαίνει στο κάτω μέρος μιας δοκού ή πλάκας και σε μια άκαμπτη, στο πάνω μέρος. Διευκρίνιση: στον κόμβο στήριξης της πλάκας, η άγκυρα δεν παρέχει άκαμπτο κόμβο, είναι ένα εύκαμπτο στοιχείο που αποτρέπει μόνο την οριζόντια μετατόπιση του δαπέδου.
Αλλά ο σωστός σχεδιασμός ενός κόμπου είναι η μισή μάχη. Είναι επίσης απαραίτητο να γίνει ένας υπολογισμός όλων των στοιχείων του κόμβου, εάν μπορούν να αντέξουν τη μέγιστη δύναμη που μεταδίδεται από το στοιχείο. Εδώ είναι απαραίτητο να υπολογίσετε τόσο τα ενσωματωμένα μέρη όσο και τις συγκολλήσεις και να ελέγξετε την τοιχοποιία εάν το βάρος από αυτό λαμβάνεται υπόψη στο σχεδιασμό.
Σύνδεση υποστυλωμάτων με θεμέλια.
Κατά τη στήριξη μεταλλικών στηλών, ο καθοριστικός παράγοντας είναι ο αριθμός των μπουλονιών και ο τρόπος με τον οποίο έχει σχεδιαστεί η βάση της στήλης. Δεν θα επεκταθώ στο μέταλ εδώ, γιατί. αυτό δεν είναι το προφίλ μου. Θα γράψω μόνο ότι αν υπάρχουν μόνο δύο μπουλόνια στο θεμέλιο για τη στερέωση της στήλης, τότε αυτό είναι 100% μεντεσέ. Επίσης, εάν ο στύλος είναι συγκολλημένος στο ενσωματωμένο τμήμα θεμελίωσης μέσω της πλάκας, αυτό είναι επίσης μεντεσέ. Οι υπόλοιπες περιπτώσεις αναφέρονται λεπτομερώς στη βιβλιογραφία, υπάρχουν κόμβοι σε τυπικές σειρές - γενικά, υπάρχουν πολλές πληροφορίες, είναι δύσκολο να μπερδευτείς εδώ.
Για εθνικές ομάδες κολώνες από οπλισμένο σκυρόδεμαχρησιμοποιείται η άκαμπτη ενσωμάτωσή τους στο γυαλί θεμελίωσης (αυτό συζητήθηκε παραπάνω). Αν ανοίξετε το "Εγχειρίδιο για το σχεδιασμό θεμελίων σε φυσική βάση για κολώνες κτιρίων και κατασκευών", μπορείτε να βρείτε τον υπολογισμό όλων των στοιχείων αυτού του άκαμπτου κόμβου και τις αρχές του σχεδιασμού του.
Με αρθρωτό σύνδεσμο, η κολόνα (κολώνα) απλώς στηρίζεται στο θεμέλιο χωρίς πρόσθετα μέτρα ή είναι ενσωματωμένη σε ένα ρηχό ποτήρι.
Σύνδεση μονολιθικών κατασκευών.
ΣΤΟ μονολιθικές κατασκευέςένας άκαμπτος κόμπος ή άρθρωση ορίζεται πάντα από την παρουσία κατάλληλα αγκυρωμένου οπλισμού.
Εάν στο στήριγμα ο οπλισμός της πλάκας ή της δοκού δεν εισαχθεί στη δομή του στηρίγματος κατά την ποσότητα αγκυρώσεως ή ακόμη και επικάλυψης, τότε ένας τέτοιος κόμβος θεωρείται ότι είναι αρθρωτός.
Έτσι το παρακάτω σχήμα δείχνει τις επιλογές υποστήριξης μονολιθικές πλάκεςαπό τον Οδηγό Σχεδιασμού Κατασκευών Οπλισμένου Σκυροδέματος. Σχήμα (α) και (β) - αυτή είναι μια άκαμπτη σύνδεση της πλάκας με το στήριγμα: στην πρώτη περίπτωση, ο άνω οπλισμός της πλάκας εισάγεται στη δοκό για το μήκος της αγκυρώσεως. Στη δεύτερη περίπτωση, η πλάκα πιέζεται στον τοίχο και από την ποσότητα αγκυρώσεως του οπλισμού εργασίας. Σχήμα (γ) και (δ) - αυτό είναι το αρθρωτό στήριγμα της πλάκας στη δοκό και στον τοίχο, εδώ ο οπλισμός φέρεται στο στήριγμα στο ελάχιστο επιτρεπόμενο βάθος στήριξης.
Οι κόμβοι πλαισίου που συνδέουν μονολιθικές εγκάρσιες ράβδους και υποστυλώματα σε οπλισμένο σκυρόδεμα φαίνονται ακόμη πιο σοβαροί από τη στήριξη πλακών σε δοκούς. Εδώ, ο άνω οπλισμός της εγκάρσιας ράβδου εισάγεται στη στήλη με την τιμή ενός και δύο μηκών αγκύρωσης (οι μισές ράβδοι εισάγονται σε ένα μήκος, μισές - σε δύο).
Αν στον κόμβο πλαίσιο από οπλισμένο σκυρόδεμαο οπλισμός τόσο των δοκών όσο και των υποστυλωμάτων διέρχεται και προχωρά περισσότερο από το μήκος της αγκύρωσης (για παράδειγμα, κάποιο είδος μεσαίου κόμβου), τότε ένας τέτοιος κόμβος θεωρείται άκαμπτος.
Για να είναι άκαμπτη η σύνδεση των υποστυλωμάτων με το θεμέλιο, πρέπει να γίνουν εξόδους επαρκούς μήκους από τα θεμέλια (τουλάχιστον η ποσότητα της επικάλυψης, για περισσότερες λεπτομέρειες, βλ. θεμέλιο για το μήκος της αγκύρωσης.
Ομοίως σε σχάρα πασσάλων- εάν το μήκος των προεξοχών από το σωρό είναι μικρότερο από το μήκος της αγκυρώσεως, η σύνδεση μεταξύ της σχάρας και του σωρού δεν μπορεί να θεωρηθεί άκαμπτη. Για μια αρθρωτή σύνδεση, το μήκος των εξόδων αφήνεται 150-200 mm, δεν είναι πλέον επιθυμητό, επειδή. αυτή θα είναι η οριακή κατάσταση μεταξύ του μεντεσέ και της άκαμπτης άρθρωσης - και τελικά ο υπολογισμός έγινε όπως για έναν καθαρό μεντεσέ.
Εάν δεν υπάρχει χώρος για τοποθέτηση οπλισμού για το μήκος της αγκυρώσεως, λαμβάνονται πρόσθετα μέτρα - ροδέλες συγκόλλησης, πλακών κ.λπ. Αλλά ένα τέτοιο στοιχείο πρέπει απαραίτητα να είναι σχεδιασμένο για διάτρηση (κάτι σαν τον υπολογισμό των αγκυρίων για τα ενσωματωμένα μέρη, μπορεί να βρεθεί στον Οδηγό Σχεδιασμού Οπλισμένου Σκυροδέματος).
Μπορείτε επίσης να διαβάσετε για το θέμα των μεντεσέδων και του τσιμπήματος.
Σελίδα 1
Το περιστρεφόμενο στήριγμα (στήριγμα Β στο Σχ. 118) καθιστά δυνατή, εκτός από τις περιστροφές, τη μετακίνηση του άκρου της δοκού παράλληλα προς το επίπεδο αναφοράς. Σύμφωνα με αυτό, η αντίδραση ενός τέτοιου στηρίγματος διέρχεται από το κέντρο του μεντεσέ και.
Ο πρώτος τύπος είναι ένα κυλινδρικό κινητό ή περιστρεφόμενο στήριγμα. Αποτελείται από έναν άνω εξισορροπητή συνδεδεμένο στο σύστημα, έναν κάτω εξισορροπητή, έναν κυλινδρικό μεντεσέ τοποθετημένο μεταξύ των εξισορροπητών και κυλίνδρους που μπορούν να κινούνται κατά μήκος του επιπέδου αναφοράς. Αυτό το στήριγμα επιτρέπει την περιστροφή του συστήματος γύρω από τον μεντεσέ και τη μεταφορική κίνηση κατά μήκος του επιπέδου στήριξης.
Η διατομή της δοκού που διέρχεται από το περιστροφικά κινούμενο στήριγμα μπορεί να μετατοπιστεί παράλληλα προς το επίπεδο αναφοράς / - / και να περιστραφεί, αλλά δεν μπορεί να μετατοπιστεί κάθετα στο επίπεδο αναφοράς. Μόνο μία αντίδραση εμφανίζεται στο στήριγμα - με τη μορφή δύναμης R κάθετης στο επίπεδο στήριξης. Η στερέωση μιας δοκού με μια τέτοια υποστήριξη επιβάλλει μια σύνδεση σε αυτήν.
Η διατομή της δοκού που διέρχεται από το περιστροφικά κινούμενο στήριγμα μπορεί να μετατοπιστεί παράλληλα προς το επίπεδο αναφοράς / - / και να περιστραφεί, αλλά δεν μπορεί να μετατοπιστεί κάθετα στο επίπεδο αναφοράς. Στο στήριγμα, συμβαίνει μόνο μία αντίδραση - με τη μορφή δύναμης R κάθετης στο επίπεδο στήριξης. Η στερέωση μιας δοκού με μια τέτοια υποστήριξη επιβάλλει μια σύνδεση σε αυτήν.
Κατά τον υπολογισμό των δοκών, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι στηριγμάτων (τρεις τύποι στερέωσης των άκρων των δοκών): αρθρωτό κινητό στήριγμα. περιστροφικά σταθερή υποστήριξη. άκαμπτο τερματισμό του άκρου της δοκού.
Το γεγονός ότι ο κύριος παραμετρικός συντονισμός εμφανίζεται στο 0 2Q είναι εύκολο να εξηγηθεί - στον χρόνο που χρειάζεται για οποιοδήποτε σημείο του άξονα της δέσμης να ολοκληρώσει έναν κύκλο ταλάντωσης, το κέντρο του τμήματος που συμπίπτει με το περιστρεφόμενο στήριγμα εκτελεί δύο κύκλους ταλάντωσης κατά μήκος ο άξονας της ράβδου.
Το δεξί ελεύθερο άκρο της πραγματικής δοκού σε αυτό το τμήμα της πλασματικής δοκού αντιστοιχεί στον τερματισμό. Στο τμήμα πάνω από το περιστροφικά κινούμενο στήριγμα, η απόκλιση της πραγματικής δοκού είναι ίση με μηδέν και η γωνία κλίσης είναι διαφορετική από το μηδέν. Επομένως, θα πρέπει να εισαχθεί μια άρθρωση σε αυτό το τμήμα της πλασματικής δοκού, στην οποία η πλασματική ροπή κάμψης M είναι πάντα ίση με μηδέν και η πλασματική εγκάρσια δύναμη Q είναι διαφορετική από το μηδέν.
Το περιστρεφόμενο στήριγμα (Εικ. 7.6) επιτρέπει στη δοκό να κινείται στην οριζόντια κατεύθυνση και στη δοκό να περιστρέφεται σε σχέση με το στήριγμα σε μια ορισμένη γωνία βλ. Σύμφωνα με αυτό, μόνο μια κατακόρυφη αντίδραση προκύπτει σε ένα περιστρεφόμενο στήριγμα, το οποίο θα υποδηλώσουμε με το R. Η στερέωση μιας δοκού με ένα τέτοιο στήριγμα επιβάλλει μια σύνδεση σε αυτήν.
Τα σχέδια σχεδίασης των αξόνων και των αξόνων των κιβωτίων ταχυτήτων παρουσιάζονται με τη μορφή κλιμακωτών ή λείων δοκών σε αρθρωτά στηρίγματα. Τα ρουλεμάν που αντιλαμβάνονται ταυτόχρονα αξονικά και ακτινικά φορτία αντικαθίστανται από ρουλεμάν στερεωμένα με περιστροφή και τα ρουλεμάν που αντιλαμβάνονται μόνο ακτινικές δυνάμεις αντικαθίστανται από αρθρωτά κινητά ρουλεμάν. Η θέση του ρουλεμάν περιστροφής καθορίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη γωνία επαφής των αξόνων του ρουλεμάν κύλισης (γ. Όταν είναι 0 για ακτινικά ρουλεμάν, η θέση του στηρίγματος λαμβάνεται στο μέσο του πλάτους του ρουλεμάν. Οι άξονες των δορυφόρων που δεν περιστρέφονται σε σχέση με το διάνυσμα φορτίου μπορεί να θεωρηθεί ως στατικά απροσδιόριστα δοκάριαμε ελαστική τσιμούχα.
| Μείωση συγκέντρωσης τάσεων στο σημείο προσγείωσης με εγγυημένη στεγανότητα.| Ορθολογική μορφή σχιστών τμημάτων αξόνων. |
Τα σχέδια σχεδίασης των αξόνων και των αξόνων των κιβωτίων ταχυτήτων παρουσιάζονται με τη μορφή κλιμακωτών ή λείων δοκών σε αρθρωτά στηρίγματα. Τα ρουλεμάν που αντιλαμβάνονται ταυτόχρονα αξονικά και ακτινικά φορτία αντικαθίστανται από ρουλεμάν στερεωμένα με περιστροφή και τα ρουλεμάν που αντιλαμβάνονται μόνο ακτινικές δυνάμεις αντικαθίστανται από περιστροφικά κινούμενα έδρανα. Η θέση του ρουλεμάν περιστροφής καθορίζεται λαμβάνοντας υπόψη τη γωνία επαφής των αξόνων του ρουλεμάν κύλισης (γ. Όταν είναι 0 για ακτινικά ρουλεμάν, η θέση του στηρίγματος λαμβάνεται στο μέσο του πλάτους του ρουλεμάν. Οι άξονες των δορυφόρων που δεν περιστρέφονται σε σχέση με το διάνυσμα φορτίου μπορούν να θεωρηθούν ως στατικά απροσδιόριστες δοκοί με ελαστική στεγανοποίηση.
Σκεφτείτε τώρα ένα τμήμα μιας πραγματικής δοκού με μια ενδιάμεση άρθρωση. Σε αυτό το τμήμα, η απόκλιση και η γωνία κλίσης δεν είναι ίσες με μηδέν. Επιπλέον, η άρθρωση επιτρέπει ένα σπάσιμο στον καμπύλο άξονα της δοκού, επομένως, οι γωνίες κλίσης της εφαπτομένης αριστερά και δεξιά του μεντεσέ πρέπει να είναι διαφορετικές. Για να ικανοποιηθούν οι καθορισμένες συνθήκες, είναι απαραίτητο να εισαχθεί ένα περιστρεφόμενο στήριγμα σε αυτό το τμήμα της πλασματικής δοκού. Τότε η πλασματική ροπή κάμψης M πάνω από το στήριγμα θα είναι διαφορετική από το μηδέν, επομένως, η απόκλιση σε αυτό το τμήμα της πραγματικής δοκού θα είναι επίσης διαφορετική από το μηδέν.
Σελίδες: 1
