background image

Mechanika ogólna

Mechanika ogólna

1

1

Wykład nr 12

Wykład nr 12
Pręty o osi zakrzywionej. 

Pręty o osi zakrzywionej. 
Łuki.

Łuki.

Łuki, sklepienia

Łuki, sklepienia

Łuk

Łuk: pręt o osi zakrzywionej (w stanie 

: pręt o osi zakrzywionej (w stanie 

nieodkształconym) w płaszczyźnie 

nieodkształconym) w płaszczyźnie 

działania sił i podparty na końcach w 

działania sił i podparty na końcach w 

2

2

działania sił i podparty na końcach w 

działania sił i podparty na końcach w 

taki sposób, że podpory nie mogą się 

taki sposób, że podpory nie mogą się 

względem siebie przemieszczać.

względem siebie przemieszczać.

Sklepienie

Sklepienie: łuk, którego szerokość w 

: łuk, którego szerokość w 

stosunku do rozpiętości jest znaczna.

stosunku do rozpiętości jest znaczna.

background image

Zalety łuków

Zalety łuków

(1)

(1)

Jeżeli podpory nie mogą się względem 

Jeżeli podpory nie mogą się względem 

siebie poruszać, to przy obciążeniu 

siebie poruszać, to przy obciążeniu 

wyłącznie pionowym, w łuku 

wyłącznie pionowym, w łuku 

3

3

wyłącznie pionowym, w łuku 

wyłącznie pionowym, w łuku 

występuje znaczna redukcja 

występuje znaczna redukcja 

momentów zginających.

momentów zginających.

Poziome siły na podporach nazywane 

Poziome siły na podporach nazywane 

są rozporem łuku.

są rozporem łuku.

Zalety łuków

Zalety łuków

(2)

(2)

W przeciwieństwie do belek i ram, 

W przeciwieństwie do belek i ram, 

które wykonuje się z materiałów 

które wykonuje się z materiałów 

sprężystych, przy zapewnieniu 

sprężystych, przy zapewnieniu 

4

4

sprężystych, przy zapewnieniu 

sprężystych, przy zapewnieniu 

nieprzesuwności podpór względem 

nieprzesuwności podpór względem 

siebie, łuki nawet o dużej rozpiętości 

siebie, łuki nawet o dużej rozpiętości 

mogą być wykonywane z materiałów 

mogą być wykonywane z materiałów 

kruchych (np. mur ceglany lub 

kruchych (np. mur ceglany lub 

kamienny, beton niezbrojony).

kamienny, beton niezbrojony).

background image

Geometria łuku 

Geometria łuku 

(1)

(1)

Wezgłowia 

Wezgłowia –– punkty podparcia łuku;

punkty podparcia łuku;

Klucz (zwornik) 

Klucz (zwornik) –– najwyższy punkt 

najwyższy punkt 

łuku;

łuku;

klucz

5

5

łuku;

łuku;

Strzałka łuku: 

Strzałka łuku: ff

Rozpiętość łuku: 

Rozpiętość łuku: ll

Wyniosłość 

Wyniosłość -- stosunek strzałki łuku 

stosunek strzałki łuku 

do rozpiętości:

do rozpiętości:

 

1

1 2

12

f

l

klucz

wezgłowia

l

f

Geometria łuku 

Geometria łuku 

(2)

(2)

Podział ze względu na wymiary łuku:

Podział ze względu na wymiary łuku:

–– Strzeliste (wyniosłe, podwyższone);

Strzeliste (wyniosłe, podwyższone);

–– Płaskie (obniżone);

Płaskie (obniżone);

–– Wspięte (podpory na różnych poziomach).

Wspięte (podpory na różnych poziomach).

6

6

–– Wspięte (podpory na różnych poziomach).

Wspięte (podpory na różnych poziomach).

Podział ze względu na wymiary 

Podział ze względu na wymiary 

przekroju:

przekroju:

–– O stałym lub zmiennym przekroju.

O stałym lub zmiennym przekroju.

Kształt osi łuku:

Kształt osi łuku:

–– Kołowe, paraboliczne, sinusoidalne, 

Kołowe, paraboliczne, sinusoidalne, 

eliptyczne.

eliptyczne.

background image

Kształt osi łuku 

Kształt osi łuku 

(1)

(1)

Łuki paraboliczne:

Łuki paraboliczne:

–– Równanie łuku:

Równanie łuku:

2

f

y

x l

x

l

2

f

y

x x

l

f

x

y

7

7

–– Pochodna:

Pochodna:

–– Funkcje trygonometryczne:

Funkcje trygonometryczne:

2

l

2

2

4

4

tg =

2

2

dy

f

f

l

x

x

l

dx

l

l

2

l

2

1

cos =

1 tg

2

tg

sin =

1 tg

l

x

x'

Łuki kołowe:

Łuki kołowe:

–– Równanie łuku:

Równanie łuku:

–– Pochodna:

Pochodna:

Kształt osi łuku 

Kształt osi łuku 

(2)

(2)

2

2

2

l

y

f

r

r

x

  

2

tg =

dy

l

x

–– Pochodna:

Pochodna:

–– Funkcje 

Funkcje 

trygonometryczne:

trygonometryczne:

8

8

2

2

2

tg =

2

2

dy

l

x

dx

l

r

x

2

1

cos =

1 tg

2

tg

sin =

1 tg

l/2

f

x

y

r

l/2

O

background image

Schematy statyczne konstrukcji 

Schematy statyczne konstrukcji 

prętowych zakrzywionych

prętowych zakrzywionych

(1)

(1)

Belki zakrzywione (stosowane np. jako 

Belki zakrzywione (stosowane np. jako 

układy podstawowe przy 

układy podstawowe przy 

rozwiązywaniu metodą sił):

rozwiązywaniu metodą sił):

9

9

rozwiązywaniu metodą sił):

rozwiązywaniu metodą sił):

–– Belka swobodnie podparta:

Belka swobodnie podparta:

–– Belka wspornikowa:

Belka wspornikowa:

Schematy statyczne konstrukcji 

Schematy statyczne konstrukcji 

prętowych zakrzywionych

prętowych zakrzywionych

(2)

(2)

Łuki statycznie wyznaczalne:

Łuki statycznie wyznaczalne:

–– Łuk trójprzegubowy:

Łuk trójprzegubowy:

10

10

background image

Schematy statyczne konstrukcji 

Schematy statyczne konstrukcji 

prętowych zakrzywionych

prętowych zakrzywionych

(2)

(2)

Łuk ze ściągiem

Łuk ze ściągiem

–– siła rozporu przejmowana jest przez 

siła rozporu przejmowana jest przez 

prostoliniowy rozciągany pręt:

prostoliniowy rozciągany pręt:

11

11

–– W celu zapewnienia odpowiedniej przestrzeni 

W celu zapewnienia odpowiedniej przestrzeni 

pod łukiem wykonuje się także łuki o ściągach w 

pod łukiem wykonuje się także łuki o ściągach w 

kształcie linii łamanej.

kształcie linii łamanej.

Łuki statycznie niewyznaczalne:

Łuki statycznie niewyznaczalne:

–– Łuk z jednym 

Łuk z jednym 

przegubem:

przegubem:

–– Łuk 

Łuk 

bezprzegubowy:

bezprzegubowy:

Schematy statyczne konstrukcji 

Schematy statyczne konstrukcji 

prętowych zakrzywionych

prętowych zakrzywionych

(3)

(3)

–– Łuk 

Łuk 

dwuprzegubowy:

dwuprzegubowy:

–– Łuk ze ściągiem:

Łuk ze ściągiem:

12

12

background image

Rozwiązywanie łuków

Rozwiązywanie łuków

Wyznaczanie reakcji:

Wyznaczanie reakcji:

–– Z równań równowagi z ewentualnym 

Z równań równowagi z ewentualnym 

wykorzystaniem przegubów.

wykorzystaniem przegubów.

Siły wewnętrzne:

Siły wewnętrzne:

–– Na podstawie sił wewnętrznych belkowych z 

Na podstawie sił wewnętrznych belkowych z 

13

13

–– Na podstawie sił wewnętrznych belkowych z 

Na podstawie sił wewnętrznych belkowych z 

następujących wzorów:

następujących wzorów:

b

N

b

N

b

T

b

T

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

cos

b

N

sin

b

N

b

N

b

T

cos

b

T

sin

b

T

Warunki różniczkowe

Warunki różniczkowe

(1)

(1)

Warunki równowagi zapisywane w 

Warunki równowagi zapisywane w 

odniesieniu do zmiennej 

odniesieniu do zmiennej ss odmierzanej 

odmierzanej 

wzdłuż osi łuku:

wzdłuż osi łuku:

 

q

s ds

N

dN

M

dM

14

14

 

n

q

s ds

 

s

q s ds

O

d

s

 

n

q

s

 

s

q s

O

d

A

N

N

dN

T

dT

T

M

3

sin

6

 

 



2

cos

1

2

 



sin d

d

cos

1

d

background image

Warunki różniczkowe

Warunki różniczkowe

(2)

(2)

 

 

cos

sin

sin

cos

0

2

2

s

n

d

d

S

N

N

dN

d

q s ds

T

dT

d

q

s ds

  

 

n

dN

d

T

q

s

ds

ds

 

 

 

cos

cos

sin

sin

0

2

2

s

n

d

d

N T

T

dT

d

q s ds

N

dN

d

q

s ds

 

15

15

2

2

 

s

dT

d

N

q s

ds

ds

 

 

 

 

 

 

cos

cos

sin

sin

sin

cos

cos

sin

sin

sin

cos

cos

2

2

2

2

2

2

sin

sin

cos

cos

0

2

2

2

2

2

2

A

s

s

n

n

M

M

M

dM

T

dT

d

ds

d

T

dT

d

ds

d

N

dN

d

ds

d

N

dN

d

ds

d

d

ds

d

d

ds

d

q s ds

q s ds

d

ds

d

d

ds

d

q

s ds

q

s ds

 

 

 

 

 

 

dM

T s

ds

Warunki różniczkowe

Warunki różniczkowe

(3)

(3)

 

1

n

dN

T

q

s

ds

 

 

1

s

dT

N

q s

ds

 

ds

d

 

16

16

ds

 

dM

T s

ds

Ekstremum momentu zginającego 

Ekstremum momentu zginającego 

występuje w punkcie, w którym 

występuje w punkcie, w którym 

równanie siły tnącej ma miejsce zerowe.

równanie siły tnącej ma miejsce zerowe.

background image

Przykład 1

Przykład 1

Wyznaczyć siły wewnętrzne w 

Wyznaczyć siły wewnętrzne w 

trójprzegubowym łuku parabolicznym:

trójprzegubowym łuku parabolicznym:

10kN

4kN/m

17

17

l=10m

f=

3

m

5m

3m

2m

10kN

4kN/m

3

10

f

l

Przykład 1 

Przykład 1 –

– reakcje 

reakcje 

podporowe

podporowe

f=

3

m

10kN

4kN/m

A

B

C

H

A

H

B

18

18

l=10m

5m

3m

2m

V

A

V

B

4

3

0

A

B

kN

X

H

H

m

m

 

10

0

A

B

Y

V

V

kN

3

10

10

8

4

3

0

2

A

B

kN

m

M

V

m

kN

m

m

m

5

3

10

3

0

p

C

B

B

M

V

m

H

m

kN

m

5, 667

A

H

kN

0, 2

A

V

kN

9,8

B

V

kN

6, 333

B

H

kN

 

background image

Przykład 1 

Przykład 1 –

– geometria łuku

geometria łuku

f=

3

m

10kN

4kN/m

A

B

C

H

A

H

B

tg_fi x

( )

4f

l

2

l

2x

(

)

cos_fi x

( )

1

1

tg_fi x

( )

2

19

19

l=10m

5m

3m

2m

V

A

V

B

 

2

3

6

25

5

y x

x

x

m

 

1

tg_fi x

( )

sin_fi x

( )

tg_fi x

( )

1

tg_fi x

( )

2

 x

( )

atan tg_fi x

( )

(

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

50.19

37.65

25.1

12.55

0

12.55

25.1

37.65

50.19

 x

( )

deg

5

x

Przykład 1 

Przykład 1 –

– przekrój 

przekrój 

1

1

0;5

x

m

l=

10m

f=

3

m

5m

3m

2m

10kN

4kN/m

V

A

A

B

C

H

A

H

B

V

B

1

2

3

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

20

20

l=

10m

N1 x

( )

HA cos_fi x

( )

4

kN

m

y x

( )

cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

N1 0m

(

)

3.474kN

N1 5m

(

)

6.333

kN

T1 x

( )

VA cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

4

kN

m

y x

( )

sin_fi x

( )

T1 0m

(

)

4.482kN

T1 5m

(

)

0.2kN

M1 x

( )

VA x

HA y x

( )

4

kN

m

y x

( )

y x

( )

2

M1 0m

(

)

0 kN m

M1 5m

(

)

1

10

3

kN m

cos

sin

b

b

T

T

N

background image

Przykład 1 

Przykład 1 –

– przekrój 

przekrój 

2

2

5 ;8

x

m m

l=

10m

f=

3

m

5m

3m

2m

10kN

4kN/m

V

A

A

B

C

H

A

H

B

V

B

1

2

3

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

21

21

l=

10m

N2 x

( )

HA cos_fi x

( )

4

kN

m

f

 cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

N2 5m

(

)

6.333

kN

N2 8m

(

)

5.023

kN

T2 x

( )

VA cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

4

kN

m

f

 sin_fi x

( )

T2 5m

(

)

0.2kN

T2 8m

(

)

3.863kN

M2 x

( )

VA x

HA y x

( )

4

kN

m

f

y x

( )

f

2





M2 5m

(

)

1

10

3

kN m

M2 8m

(

)

7.441kN m

cos

sin

b

b

T

T

N

Przykład 1 

Przykład 1 –

– przekrój 

przekrój 



8 ;10

x

m

m

l=

10m

f=

3

m

5m

3m

2m

10kN

4kN/m

V

A

A

B

C

H

A

H

B

V

B

1

2

3

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

22

22

l=

10m

N3 x

( )

HA cos_fi x

( )

4

kN

m

f

 cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

10kN sin_fi x

( )

N3 8m

(

)

10.866

kN

N3 10m

(

)

11.583

kN

T3 x

( )

VA cos_fi x

( )

10kN cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

4

kN

m

f

 sin_fi x

( )

T3 8m

(

)

4.253

kN

T3 10m

(

)

1.409

kN

M3 x

( )

VA x

HA y x

( )

4

kN

m

f

 y x

( )

f

2





10kN x

8m

(

)

M3 8m

(

)

7.441kN m

M3 10m

(

)

0 kN m

cos

sin

b

b

T

T

N

background image

Przykład 1 

Przykład 1 

– zestawienie wyników

zestawienie wyników

x [m]

y [m]

tg_fi(x)

cos_fi(x)

sin_fi(x)

(x) [rad] (x) [deg]

N(x) [kN]

T(x) [kN]

M(x) [kNm]

0

0.000

1.200

0.640

0.768

0.876

50.194

3.474

4.482

0.000

0.5

0.570

1.080

0.679

0.734

0.824

47.203

2.154

2.621

2.680

1

1.080

0.960

0.721

0.693

0.765

43.831

0.833

1.077

3.988

1.5

1.530

0.840

0.766

0.643

0.699

40.030

-0.476

-0.138

4.289

2

1.920

0.720

0.812

0.584

0.624

35.754

-1.750

-1.014

3.908

2.5

2.250

0.600

0.857

0.514

0.540

30.964

-2.961

-1.543

3.126

3

2.520

0.480

0.902

0.433

0.448

25.641

-4.065

-1.729

2.180

23

23

3

2.520

0.480

0.902

0.433

0.448

25.641

-4.065

-1.729

2.180

3.5

2.730

0.360

0.941

0.339

0.346

19.799

-5.010

-1.591

1.265

4

2.880

0.240

0.972

0.233

0.236

13.496

-5.738

-1.171

0.532

4.5

2.970

0.120

0.993

0.119

0.119

6.843

-6.193

-0.542

0.089

5

3.000

0.000

1.000

0.000

0.000

0.000

-6.333

0.200

0.001

5.5

2.970

-0.120

0.993

-0.119

-0.119

-6.843

-6.264

0.953

0.291

6

2.880

-0.240

0.972

-0.233

-0.236

-13.496

-6.111

1.672

0.961

6.5

2.730

-0.360

0.941

-0.339

-0.346

-19.799

-5.891

2.333

2.011

7

2.520

-0.480

0.902

-0.433

-0.448

-25.641

-5.623

2.921

3.441

7.5

2.250

-0.600

0.857

-0.514

-0.540

-30.964

-5.328

3.430

5.251

8-L

1.920

-0.720

0.812

-0.584

-0.624

-35.754

-5.023

3.863

7.441

8-P

1.920

-0.720

0.812

-0.584

-0.624

-35.754

-10.866

-4.253

7.441

8.5

1.530

-0.840

0.766

-0.643

-0.699

-40.030

-11.152

-3.431

5.011

9

1.080

-0.960

0.721

-0.693

-0.765

-43.831

-11.355

-2.684

2.960

9.5

0.570

-1.080

0.679

-0.734

-0.824

-47.203

-11.494

-2.011

1.290

10

0.000

-1.200

0.640

-0.768

-0.876

-50.194

-11.583

-1.409

0.000

Przykład 1 

Przykład 1 

– siły normalne

siły normalne

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

5

5

3.474

5

8

+

+

--

--

24

24

15

10

5

15

10

5

5.023

N x

( )

kN

11.583

6.333

N x

( )

kN

x

--

--

background image

Przykład 1 

Przykład 1 –

– siły tnące, 

siły tnące, 

miejsca zerowe

miejsca zerowe

2

4

6

2

4

6

3.863

4.482

T x

( )

T x

( )

5

8

+

+

+

+

25

25

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6

4

2

6

4

2

T x

( )

kN

4.253

1.730

T x

( )

kN

x

 

 

1

3

2

1

3

2

0.115

1, 73

7,12

7

0

dM

x

kN

kN

kN

T x

x

x

x

kN

dx

m

m

m

 

1

1, 435

x

m

2

4,868

x

m

--

--

Przykład 1 

Przykład 1 –

– momenty 

momenty 

zginające, ekstrema

zginające, ekstrema

2

2

0.012

M x

( )

M x

( )

5

8

+

+

+

+

26

26

 

1

1

4, 295

M

x

kNm

 

1

2

0, 012

M

x

m

 

0

2

4

6

8

10

4

6

8

4

6

8

4.295

M x

( )

kN

7.4

M x

( )

kN

x

background image

Przykład 2

Przykład 2

Wyznaczyć siły wewnętrzne w 

Wyznaczyć siły wewnętrzne w 

trójprzegubowym łuku kołowym ze 

trójprzegubowym łuku kołowym ze 

ściągiem:

ściągiem:

2kN/m

27

27

2

5

f

l

l=5m

f=

2

m

2,5m

1m

1,5m

15kNm

2kN/m

0,

5

m

Przykład 2 

Przykład 2 –

– reakcje 

reakcje 

podporowe

podporowe

C

f=

2

m

15kNm

2kN/m

28

28

0

A

X

H

 

2

2,5

0

A

B

kN

Y

V

R

m

m

2,5

5

15

2

2, 5

0

2

A

B

kN

m

M

R

m

kNm

m

m

0

A

H

kN

0, 75

A

V

kN

4, 25

B

R

kN

V

A

A

B

H

A

R

B

l=5m

2,5m

1m

1,5m

0,

5

m

background image

Przykład 2 

Przykład 2 –

– Równanie łuku

Równanie łuku

2

2

2

2

l

r

f

r

   

 

 

C

A

B

f=

2

m

y

D

y

C

r

D

E

x

y

2

l

2

8

2

l

f

r

f

29

29

A

B

l=5m

l/2=2,5m

y

r

r

l/2=2,5m

r-

f

x

D

x

C

=3,5m

x

E

x

2

 

2

8

2

5

2

25

1

8 2

2

16

f

m

m

m

m

m

2

2

2

l

y

f

r

r

x

  

0

D

y

y

0

E

y

y

0,168

D

x

m

4,832

E

x

m

2, 5625

r

m

 

1, 797

C

C

y

y x

m

Przykład 2 

Przykład 2 –

– siła w ściągu

siła w ściągu

C

f=

2

m

15kNm

2kN/m

H

H

D

E

30

30

0

D

E

X

H

H

 

15

1, 5

0,5

0

p

C

B

C

M

kNm

R

m

H

y

m

 

D

E

H

H

H

6, 651

H

kN

 

V

A

A

B

H

A

R

B

l=5m

2,5m

1m

1,5m

0,

5

m

D

E

H

D

H

E

background image

Przykład 2 

Przykład 2 –

– geometria łuku

geometria łuku

f=

2

m

15kNm

2kN/m

m

H

H

D

E

tg_fi x

( )

l

2x

2 r

2

x

l

2





2

1

31

31

V

A

A

B

H

A

R

B

l=5m

2,5m

1m

1,5m

0,

5

m

cos_fi x

( )

1

1

tg_fi x

( )

2

sin_fi x

( )

tg_fi x

( )

1

tg_fi x

( )

2

 x

( )

atan tg_fi x

( )

(

)

0

1

2

3

4

5

77.32

57.99

38.66

19.33

0

19.33

38.66

57.99

77.32

 x

( )

deg

2.5

x

Przykład 2 

Przykład 2 –

– przekrój 

przekrój 

1

1

A

B

H

A

f=

2

m

2,5m

1m

1,5m

15kNm

2kN/m

0,

5

m

H

H

D

E

1

3

2

4

5

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

0;0,168

x

m

32

32

V

A

R

B

l=

5m

2,5m

1m

1,5m

cos

sin

b

b

T

T

N

N1 x

( )

HA cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

2

kN

m

x sin_fi x

( )

N1 0m

(

)

0.732

kN

N1 xD

 

0.376

kN

T1 x

( )

VA cos_fi x

( )

2

kN

m

x

 cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

T1 0m

(

)

0.165kN

T1 xD

 

0.172kN

M1 x

( )

VA x

HA y x

( )

2

kN

m

x

x

2

M1 0m

(

)

0 kN m

M1 xD

 

0.098kN m

background image

Przykład 2 

Przykład 2 –

– przekrój 

przekrój 

2

2

A

B

H

A

f=

2

m

2,5m

1m

1,5m

15kNm

2kN/m

0,

5

m

H

H

D

E

1

3

2

4

5

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

0,168 ; 2, 5

x

m

m

33

33

V

A

R

B

l=

5m

2,5m

1m

1,5m

cos

sin

b

b

T

T

N

N2 x

( )

HA cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

2

kN

m

x sin_fi x

( )

HD cos_fi x

( )

N2 xD

 

2.381kN

N2 2.5m

(

)

6.651kN

T2 x

( )

VA cos_fi x

( )

2

kN

m

x

 cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

HD sin_fi x

( )

T2 xD

 

6.224kN

T2 2.5m

(

)

4.25

kN

M2 x

( )

VA x

HA y x

( )

2

kN

m

x

x

2

HD y x

( )

0.5m

(

)

M2 xD

 

0.098kN m

M2 2.5m

(

)

5.601kN m

Przykład 2 

Przykład 2 –

– przekrój 

przekrój 

3

3

A

B

H

A

f=

2

m

2,5m

1m

1,5m

15kNm

2kN/m

0,

5

m

H

H

D

E

1

3

2

4

5

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

2, 5 ;3, 5

x

m

m

34

34

V

A

R

B

l=

5m

2,5m

1m

1,5m

cos

sin

b

b

T

T

N

N3 x

( )

HA cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

2

kN

m

2.5

 msin_fi x

( )

HD cos_fi x

( )

N3 2.5m

(

)

6.651kN

N3 3.5m

(

)

4.465kN

T3 x

( )

VA cos_fi x

( )

2

kN

m

2.5

 m cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

HD sin_fi x

( )

T3 2.5m

(

)

4.25

kN

T3 3.5m

(

)

6.509

kN

M3 x

( )

VA x

HA y x

( )

2

kN

m

2.5

 m x

2.5m

2





HD y x

( )

0.5 m

(

)

M3 2.5m

(

)

5.601kN m

M3 3.5m

(

)

1.715

10

4

kN m

background image

Przykład 2 

Przykład 2 –

– przekrój 

przekrój 

4

4

A

B

H

A

f=

2

m

2,5m

1m

1,5m

15kNm

2kN/m

0,

5

m

H

H

D

E

1

3

2

4

5

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

3, 5 ; 4,832

x

m

m

35

35

V

A

R

B

l=

5m

2,5m

1m

1,5m

cos

sin

b

b

T

T

N

T4 x

( )

VA cos_fi x

( )

2

kN

m

2.5

 m cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

HD sin_fi x

( )

T4 3.5m

(

)

6.509

kN

T4 xE

 

7.815

kN

N4 x

( )

HA cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

2

kN

m

2.5

 m sin_fi x

( )

HD cos_fi x

( )

N4 3.5m

(

)

4.465kN

N4 xE

 

1.11

kN

M4 x

( )

VA x

HA y x

( )

2

kN

m

2.5

 m x

2.5m

2





HD y x

( )

0.5 m

(

)

15kN m

M4 3.5m

(

)

15kN m

M4 xE

 

0.715kN m

Przykład 2 

Przykład 2 –

– przekrój 

przekrój 

5

5

A

B

H

A

f=

2

m

2,5m

1m

1,5m

15kNm

2kN/m

0,

5

m

H

H

D

E

1

3

2

4

5

cos

sin

b

b

N

N

T

cos

sin

b

b

T

T

N

4,832 ;5

x

m m

36

36

V

A

R

B

l=

5m

2,5m

1m

1,5m

cos

sin

b

b

T

T

N

N5 x

( )

HA cos_fi x

( )

VA sin_fi x

( )

2

kN

m

2.5

 m sin_fi x

( )

HD cos_fi x

( )

HE cos_fi x

( )

N5 xE

 

3.867

kN

N5 5m

(

)

4.146

kN

T5 x

( )

VA cos_fi x

( )

2

kN

m

2.5

 m cos_fi x

( )

HA sin_fi x

( )

HD sin_fi x

( )

HE sin_fi x

( )

T5 xE

 

1.762

kN

T5 5m

(

)

0.933

kN

M5 x

( )

VA x

HA y x

( )

2

kN

m

2.5

 m x

2.5m

2





HD y x

( )

0.5 m

(

)

15kN m

HE y x

( )

0.5 m

(

)

M5 xE

 

0.715mkN

M5 5m

(

)

0 mkN

background image

Przykład 2 

Przykład 2 

– zestawienie wyników

zestawienie wyników

x [m]

y [m]

tg_fi(x)

cos_fi(x)

sin_fi(x)

(x) [rad]

(x) [deg]

N(x) [kN]

T(x) [kN]

M(x) [kNm]

0

0.000

4.444

0.220

0.976

1.349

77.320

-0.732

0.165

0.000

0.168-L

0.500

2.196

0.415

0.910

1.143

65.512

-0.376

0.172

0.098

0.168-P

0.500

2.196

0.415

0.910

1.143

65.512

2.381

6.224

0.098

0.25

0.664

1.835

0.479

0.878

1.072

61.408

2.963

5.960

1.215

0.5

1.040

1.248

0.625

0.780

0.895

51.305

4.353

5.035

3.713

0.75

1.309

0.935

0.730

0.683

0.752

43.073

5.371

3.994

5.383

1

1.515

0.722

0.811

0.585

0.625

35.829

6.124

2.880

6.501

1.25

1.674

0.559

0.873

0.488

0.510

29.196

6.660

1.717

7.186

37

37

1.25

1.674

0.559

0.873

0.488

0.510

29.196

6.660

1.717

7.186

1.5

1.797

0.424

0.921

0.390

0.401

22.970

7.002

0.524

7.500

1.75

1.888

0.306

0.956

0.293

0.297

17.019

7.165

-0.683

7.480

2

1.951

0.199

0.981

0.195

0.196

11.252

7.157

-1.890

7.149

2.25

1.988

0.098

0.995

0.098

0.098

5.599

6.985

-3.083

6.520

2.5

2.000

0.000

1.000

0.000

0.000

0.000

6.651

-4.250

5.601

2.75

1.988

-0.098

0.995

-0.098

-0.098

-5.599

6.205

-4.879

4.458

3

1.951

-0.199

0.981

-0.195

-0.196

-11.252

5.694

-5.466

3.149

3.25

1.888

-0.306

0.956

-0.293

-0.297

-17.019

5.116

-6.011

1.668

3.5-L

1.797

-0.424

0.921

-0.390

-0.401

-22.970

4.465

-6.509

0.000

3.5-P

1.797

-0.424

0.921

-0.390

-0.401

-22.970

4.465

-6.509

15.000

3.75

1.674

-0.559

0.873

-0.488

-0.510

-29.196

3.733

-6.954

13.124

4

1.515

-0.722

0.811

-0.585

-0.625

-35.829

2.905

-7.339

11.001

4.25

1.309

-0.935

0.730

-0.683

-0.752

-43.073

1.956

-7.647

8.571

4.5

1.040

-1.248

0.625

-0.780

-0.895

-51.305

0.841

-7.848

5.713

4.75

0.664

-1.835

0.479

-0.878

-1.072

-61.408

-0.549

-7.874

2.152

4.832-L

0.500

-2.196

0.415

-0.910

-1.143

-65.512

-1.110

-7.815

0.715

4.832-P

0.500

-2.196

0.415

-0.910

-1.143

-65.512

-3.867

-1.762

0.715

5

0.000

-4.444

0.220

-0.976

-1.349

-77.320

-4.146

-0.933

0.000

Przykład 2 

Przykład 2 

– siły normalne

siły normalne

5

10

5

10

7.182

2.5

+

+

38

38

0

1

2

3

4

5

5

5

2.381

N x

( )

kN

4.146

0.732

N x

( )

kN

x

+

+

--

--

background image

Przykład 2 

Przykład 2 –

– siły tnące, 

siły tnące, 

miejsce zerowe

miejsce zerowe

5

10

5

10

6.218

2.5

+

+

39

39

 

0

T x

1

1, 609

x

m

0

1

2

3

4

5

10

5

10

5

T x

( )

kN

7.893

4.250

T x

( )

kN

x

+

+

--

Przykład 2 

Przykład 2 –

– momenty 

momenty 

zginające, ekstremum

zginające, ekstremum

5

5

0.715

0.098

2.5

+

+

+

+

40

40

 

1

7,531

M x

kNm

0

1

2

3

4

5

10

15

10

15

15

M x

( )

kN

7.531

M x

( )

kN

x

 

+

+

background image

Racjonalna oś łuku

Racjonalna oś łuku

(1)

(1)

Oś łuku, która umożliwia uzyskanie 

Oś łuku, która umożliwia uzyskanie 

minimalnych wymiarów przekroju 

minimalnych wymiarów przekroju 

poprzecznego pręta łuku przy 

poprzecznego pręta łuku przy 

41

41

poprzecznego pręta łuku przy 

poprzecznego pręta łuku przy 

zadanym obciążeniu nazywana jest 

zadanym obciążeniu nazywana jest 

racjonalną osią łuku

racjonalną osią łuku..

Warunek jest spełniony w przypadku 

Warunek jest spełniony w przypadku 

osiowego stanu obciążenia, tj. 

osiowego stanu obciążenia, tj. 

M

M

=0 we 

=0 we 

wszystkich punktach łuku.

wszystkich punktach łuku.

Racjonalna oś łuku

Racjonalna oś łuku

(2)

(2)

Osią racjonalną łuku trójprzegubowego 

Osią racjonalną łuku trójprzegubowego 

obciążonego równomiernie na całej długości 

obciążonego równomiernie na całej długości 

w pionie jest parabola drugiego stopnia.

w pionie jest parabola drugiego stopnia.

0

l

l

H

f

V

q l

 

    

ql

V

V

q

42

42

0

2

2

A

A

l

l

H

f

V

q l

 

    

2

A

B

ql

V

V

2

1

2 2

2 4

8

A

ql l

l l

ql

H

q

f

f

2

2

0

2

2

2

8

A

A

x

ql

qx

ql

M

V

x q x

H

y

x

y

f

    

 

 

 

l

f

V

A

H

B

V

B

H

A

2

2

0

2

4

q

l

l x

x

y

f

 

2

2

0

4

l

l x

x

y

f

 

 

2

f

y

x l

x

l

background image

Racjonalna oś łuku

Racjonalna oś łuku

(3)

(3)

Osią racjonalną łuku obciążonego 

Osią racjonalną łuku obciążonego 

równomiernie na całej długości w 

równomiernie na całej długości w 

kierunku prostopadłym do osi łuku jest 

kierunku prostopadłym do osi łuku jest 

43

43

kierunku prostopadłym do osi łuku jest 

kierunku prostopadłym do osi łuku jest 

koło.

koło.

V

A

A

B

H

A

V

B

l

f

H

B

q