background image

A. Zaborski, Łuk 

Łuk kołowy 

3.5m

V

B

H

B

V

A

β

130 kN

α

 

Obliczenie reakcji: 
 

R

A

 = V

B

 = H

B

 = 130 kN 

Równania sił przekrojowych: 
 

0 < 

α < 180° 

M(

α) = R

A

 3.5 (1 - cos

α) 

Q(

α) = R

A

 sin

α 

N(

α) = - R

A

 cos

α 

 

0 < 

β < 90° 

M(

β) = V

B

 3.5 (sin

β - cosβ +1) 

Q(

β) = -V

B

 cos

β - H

B

 sin

β 

N(

β) = V

B

 sin

β - H

B

 cos

β 

Obliczenia zapisujemy w tabelce: 

α

α

α

α 

M

 kNm  Q kN 

kN 

0.0 

0.0  -130.0 

45 

133.3 

91.9 

-91.9 

90 

455.0 

130.0 

0.0 

135 

776.7 

91.9 

91.9 

180 

910 

0.0 

130.0 

β

β

β

β 

0.0  -130.0  -130.0 

45 

455.0  -183.8 

0.0 

90 

910.0  -130.0 

130.0 

Wykresy: 

455

910

776.7

455

133.3

M

        

183.8

130

130

91.92

130

91.92

Q

        

130

130

130

91.92

91.92

N

 

 
 

background image

A. Zaborski, Łuk 

Łuk paraboliczny 

α

V

B

H

B

V

A

H

A

3 m

3 m

1.5 m

y

x

15 kN/m

45 kN/m

 

Obliczenie reakcji: 
 

H

A

 = H

B

 = 52.5 kN, V

A

 = 26.25 kN, V

B

 = 63.75 kN 

Równanie łuku: 
 

y(x) = a x

2

 + b x +c, z warunakami: y(0) = 0, y(3) = 1.5 m, y(6) = 0, skąd:  

y(x) = -1/6 x

2

 + x 

pochodna: 

y’(x) = 1 – x/3 = tg

α 

Równania sił przekrojowych: 
 

0 < x < 3 m 

M(x) = 26.25 x – 52.5 y 
Q(x) = 26.25 cos

α - 52.5 sinα 

N(x) = -26.25 sin

α - 52.5 cosα 

 

3 m < x < 6 m 

M(x) = 26.25 x – 52.5 y – 45/2 (x – 3)

2

 + 30/3 1/6 (x – 3)

3

 

Q(x) = 26.25 cos

α - 52.5 sinα - 45 (x – 3) |cosα| + 30/3 ½ (x –3)

2

 |cos

α| 

N(x) = -26.25 sin

α - 52.5 cosα - 45 (x – 3) |sinα| + 30/3 ½ (x –3)

2

 |sin

α| 

Obliczenia prowadzimy w tabelce: 

x [m]  y [m] 

α

α

α

α 

cos

α

α

α

α 

sin

α

α

α

α 

0.000 

0.7854 

0.7071 

0.7071 

0.00  -18.56  -55.68 

0.833 

0.5880 

0.8321 

0.5547  -17.50 

-7.28  -58.24 

1.333 

0.3218 

0.9487 

0.3162  -17.50 

8.30  -58.11 

1.500 

0.0000 

1.0000 

0.0000 

0.00 

26.25  -52.50 

1.333 

-0.3218 

0.9487 

-0.3162 

14.17 

3.56  -54.15 

0.833 

-0.5880 

0.8322 

-0.5547 

10.83 

-7.28  -67.95 

0.000 

-0.7854 

0.7071 

-0.7071 

0.00 

-7.95  -82.20 

Sprawdzenie, czy pochodna momentu zginającego po współrzędnej związanej z osią pręta jest równa sile 
poprzecznej, np. w pierwszym przedziale: 

)

Q(

sin

5

.

52

cos

25

.

26

cos

tg

5

.

52

cos

25

.

26

d

d

d

)

dM(

d

)

dM(

s

s

x

x

x

s

s

=

=

=

=

α

α

α

α

α

 

 

14.17 

10.83 

17.5 

17.5 

18.56 

7.28 

8.301 

26.25 

3.56 

7.28 

7.95 

55.68 

58.24 

58.11 

52.5 

54.15 

67.95 

82.2 

ekstremum M 

 

background image

A. Zaborski, Łuk 

Przykład osi racjonalnej łuku parabolicznego 

H

A

N

R

A

H

A

f

q

l

 

Określamy równanie osi łuku w postaci paraboli 2. stopnia o strzałce równej f i rozpiętości l oraz obliczamy 
reakcje jak dla układu 3-przegubowego: 

(

)

f

ql

H

ql

R

lx

x

l

f

y

A

A

8

,

2

,

4

2

2

2

=

=

=

Równanie momentów zginających ma postać: 

(

)

0

2

4

8

2

2

)

(

2

2

2

2

2

=

=

=

=

K

qx

lx

x

l

f

f

ql

x

ql

qx

y

H

x

R

x

M

A

A

Jeśli moment zginający jest tożsamościowo równy zero, to i siła poprzeczna musi być tożsamościowo równa 
zero i łuk pracuje jedynie na ściskanie. Łuk o takiej osi nazywamy łukiem o osi racjonalnej