background image

 

E

205GPa

t

1.2 10

5

1

K

Przekrój: 

I

200

 

h

0.2m

I

x

2140cm

4

E I

x

4387 kN m

2

 

Układ podstawowy metody sił (UPMS)

Stan "p"

 

background image

 

Stan X

1

=1

 

Reakcje w stanie X

1

=1

 

background image

 

 

Stan X

2

=1

 

background image

Reakcje w stanie X

2

=1

 

 

 

background image

Stan X

3

=1

 

Reakcje w stanie X

3

=1

 

 

background image

 

Wyznaczenie współczynników układu równań

11

1

x

E I

 

7m 

  1 

  1 

  + 

  + 

11

1

E I

x

1

2

1

 7

 m

2

3

 1





11

5.319

10

4

1

kN m

E I

x

11

2.333 m

22

1

x

E I

 

2m 

  2m 

  2m 

  + 

  + 

2m 

2m 

3m 

  + 

  + 

 3m 

3m 

  + 

  + 

 3m 

3m 

3m 

3m 

  – 

  – 

 3m 

3m 

  – 

  – 

 3m 

2m 

  2m 

  2m 

  + 

  + 

22

1

E I

x

1

2

3

 m

 3

 m

2

3

 3

 m

 2

m

 3

 m

 3

 m

1

2

2

 m

 2

 m

2

3

 22

23

 2

 m





22

1.421

10

2

m

kN

E I

x

22

62.333 m

3

33

1

x

E I

 

3m 

  + 

  + 

3m 

5m 

 3m 

3m 

  – 

  – 

 3m 

 3m 

3m 

  – 

  – 
 3m 

33

1

E I

x

1

2

3

 m

 3

 m

2

3

 3

 m

 2

m

 5

 m

 3

 m





33

1.436

10

2

m

kN

E I

x

33

63 m

3

background image

12

1

x

E I

 

5m 

 0,714 

  2m 

  + 

  + 

  – 

  3m 

12

1

E I

x

1

2

0.714

5

 m

2

3

2

 m

(

)

1

3

3

 m









12

1.356

10

4

1

kN

E I

x

12

0.595

m

2

21

12

13

1

x

E I

 

 0,714 

  + 

  + 

3m 

5m 

13

1

E I

x

1

2

5

 m

 0.714

m

 3

 m





13

1.221

10

3

m

1

kN

E I

x

13

5.355 m

3

31

13

23

1

x

E I

 

 3m 

3m 

  – 

  – 

 3m 

  2m 

  + 

  – 

  3m 

  + 

3m 

5m 

 3m 

3m 

  – 

  + 

 2m 

23

1

E I

x

1

2

3

 m

3

 m

(

)

3

 m

(

)

53

 m

1

2

3m

2

 m

(

)

[

]

23

 m

1

2

3

 m

(

)





23

2.735

10

3

m

kN

E I

x

23

12 m

3

32

23

Wyznaczenie wyrazów wolnych układu równań

1

1

p

x

E I

 

 

3m 

 0,428 

  + 

  + 

45 

kNm 

57,703 

kNm 

2m 

  + 

48,852 

kNm 

 0,428 

 0,714 

  + 

57,703 

kNm 

2m 

 1 

  + 

  + 

48,852 

kNm 

 0,714 

1p

1

E I

x

1

2

3

 0.428

1

3

45kN m

2

3

57.703

kN m





1

2

0.428

2

 m

2

3

57.703kN m

1

3

48.852

kN m





1

2

0.714

2

 m

1

3

57.703kN m

2

3

48.852

kN m





1

2

2

 48.852

kN m

2

3

0.714

1

3

1







1p

3.061

10

2

E I

x

1p

134.285 kN m

2

2

1

p

x

E I

 

 

3m 

  – 

  – 

 3m 

45 

kNm 

3m 

3m 

  – 

  – 

45 

kNm 

3m 

  + 

  + 

45 

kNm 

3m 

57,703 

kNm 

  + 

48,852 

kNm 

57,703 

kNm 

2m 

  2m 

  + 

2m 

3m 

  – 

  + 

20 

kNm 

2m 

  – 

  +   2m 

20 

kNm 

background image

2p

1

E I

x

1

3

45

 kN m

(

) 3

 m

3

4

3

 m

(

)

45

 kN m

(

) 3

 3

 m

(

)

1

2

3

 3

 m

2

3

45kN m

1

3

57.703

kN m





1

2

2

 2

 m

(

)

2

3

48.852kN m

1

3

57.703

kN m





20

 kN m

(

) 2

 3

 m

1

3

20

 kN m

(

)

2

 m

3

4

 2

 m



2p

1.104

10

1

m

E I

x

2p

484.2 kN m

3

3

1

p

x

E I

 

 

 3m 

3m 

  – 

  – 

45 kNm 

  + 

3m 

3m 

  + 

45 

kNm 

57,703 

kNm 

  + 

3m 

2m 

  + 

48,852 

kNm 

57,703 

kNm 

 3m 

3m 

  – 

  – 

20 kNm 

3p

1

E I

x

45

kN

m

(

) 3

 m

1

2

3

 m

(

)

m

 3

 m

1

2

45 kN

m

57.703 kN

m

(

)

m

 2

 m

1

2

48.852 kN

m

57.703 kN

m

(

)

m

20

kN

m

(

)

1

2

3

 m

(

)



3p

2.449

10

1

m

E I

x

3p

1.074

10

3

kN m

3

1

0.143

0.01

(

)

[

]

1

1.43

10

3

2

0

3

0

1t0

0

2t0

t

10

 K

1

(

)

3

 m

2t0

3.6

10

4

m

3t0

t

20

 K

1

(

)

5

 m

3t0

1.2

10

3

m

1

 t

t

h

20

 K

1

2

 5

 0.714

1

 t

2.142

10

3

2

 t

t

h

20

 K

1

2

3

 3

 m

1

2

2

 2

 m

(

)





2

 t

3

10

3

m

3

 t

t

h

20

 3

 5

 m

3

 t

0.018 m

10

1p

1

1t0

1

 t

10

0.034

20

2p

2

2t0

2

 t

20

0.113 m

30

3p

3

3t0

3

 t

30

0.262 m

background image

Rozwiązanie układu równań

11

X

1

12

X

2

13

X

3

10

0.01

21

X

1

22

X

2

23

X

3

20

0

31

X

1

32

X

2

33

X

3

30

0

X

1

8.697

kN

X

2

4.849

kN m

X

3

16.56

kN m

X1

-8.697

X2

-4.849

X3

-16.56

Mp

M1

M2

M3

Most

AD

0

1

0

0

-8.697

DA

48.852

0.714

0

0

42.642

DC

48.852

0.714

-2

3

2.660

DG

-20

0

2

-3

19.982

CD

57.703

0.428

0

3

4.301

CB

57.703

0.428

0

3

4.301

BC

45

0

3

3

-19.227

BE

-45

0

-3

-3

19.227

EB

-45

0

-3

0

-30.453

EF

-45

0

-3

0

-30.453

FE

0

0

0

0

0.000

FG

0

0

0

0

0.000

GF

-20

0

2

0

-29.698

GD

-20

0

2

0

-29.698

Sprawdzenie równowagi momentów w węzłach

 

M

EB

M

EF

kN m

 

M

BE

M

BC

kN m

background image

 

M

GF

M

GD

kN m

 

M

DC

M

DG

M

DA

20kN m

kN m

Wyznaczenie sił tnących

Pręt DA

 

M

A

=0

T

DA

2

 m M

DA

M

AD

0

Y=0

T

AD

T

DA

T

DA

25.669

kN

T

AD

25.669

kN

Pręt BD

 

M

C

=0

T

BC

5

 m M

BC

M

DC

10kN sin 60deg

(

)

2

 m

0

Y=0

T

BC

T

DC

10kN sin 60deg

(

)

0

T

DC

0.819

kN

T

BC

7.842 kN

Pręt BE

 

M

E

=0

T

BE

3

 m M

BE

M

EB

0

Y=0

T

EB

T

BE

T

BE

16.56

kN

T

EB

16.56

kN

background image

Pręt EG

 

M

G

=0

T

EF

5

 m M

EF

M

GF

10

kN

m

5

 m

5m

2

0

Y=0

T

EF

T

GF

10

kN

m

5

 m

0

T

GF

24.849

kN

T

EF

25.151 kN

Wyznaczenie maksymalnego momentu

 

T

EF

x

0

T

GF

5m

x

0

x

0

2.515 m

M

max

M

EF

T

EF

x

0

10

kN

m

x

0

x

0

2

M

max

1.176 kN m

Pręt GD

 

M

D

=0

T

GD

3

 m M

GD

M

DG

0

Y=0

T

DG

T

GD

T

GD

16.56 kN

T

DG

16.56 kN

background image

Równowaga węzłów - siły normalne i reakcje

Węzeł E

 

X=0

N

EF

T

EB

0

N

EF

16.56

kN

Y=0

N

EB

T

EF

0

N

EB

25.151

kN

N

GF

N

EF

N

BE

N

EB

(z warunków równowagi pretów EG i BE)

Węzeł B

 

X=0

N

BC

T

BE

0

N

BC

16.56 kN

Y=0

N

BE

R

B

T

BC

0

R

B

32.993 kN

Węzeł G

 

X=0

T

GD

N

GF

kN

(sprawdzenie)

Y=0

N

GD

T

GF

0

N

GD

24.849

kN

N

DG

N

GD

(z warunku równowagi preta DG)

Pręt BD

 

X=0

N

DC

10kN cos 60deg

(

)

N

BC

0

N

DC

11.56 kN

Węzeł D

 

Y=0

N

DG

T

DC

T

DA

1.748

10

3

kN

(sprawdzenie)

X=0

N

DA

T

DG

N

DC

0

N

DA

5

 kN

N

AD

N

DA

(z warunku równowagi preta DA)

background image

Węzeł A

 

M

A

=0

M

A

M

AD

M

A

8.697

kN m

X=0

H

A

N

AD

0

H

A

kN

Y=0

V

A

T

AD

0

V

A

25.669 kN

Sprawdzenia statyczne

 

X=0

H

A

10kN cos 60deg

(

)

kN

Y=0

R

B

V

A

10kN sin 60deg

(

)

10

kN

m

5

 m

1.748

10

3

kN

M

G

=0

R

B

5

 10

kN

m

5

 m

5m

2

10kN sin 60deg

(

)

2

 m

10kN cos 60deg

(

)

3

 m

20kN m

V

A

2

 m

H

A

3

 m

M

A



4.875

10

12

kN m

background image

Sprawdzenie kinematyczne

1

1

p

x

E I

2m 

  + 

2,660 

kNm 

 0,428 

 0,714 

  + 

4,301 

kNm 

3m 

 0,428 

  + 

19,227 

kNm 

4,301 

kNm 

  + 

  – 

2m 

 1 

  + 

42,642 

kNm 

 0,714 

  + 

  –  8,697 

kNm 

1p

1

E I

x

1

2

3

 0.428

1

3

M

BC

2

3

M

CB





1

2

2

 m M

CD

2

3

0.428

1

3

0.714





1

2

2

 m M

DC

1

3

0.428

2

3

0.714







1

2

2

 m M

DA

2

3

0.714

1

3

1





1

2

2

 m M

AD

1

3

0.714

2

3

1







1p

6.443

10

3

1t

1

t

1t

2.142

10

3

1

1 0.01

0.143 0.01

(

)

1

8.57

10

3

1

1p

1t

1

1

1.523

10

5

1

1p

0.05 %