Como traçar linhas de influência? A mecânica estrutural é baseada no método cinemático de Lagrange. Sua essência principal reside no fato de que em um sistema que está em estado de equilíbrio completo, o resultado de todas as forças em deslocamentos insignificantes é zero.
Especificidade do método
Para construir as linhas de influência da reação, momento fletor, força transversal para uma determinada seção de viga, é utilizado um determinado algoritmo de ações. Primeiro, remova o link. Além disso, as linhas de influência da força interna são removidas e a força necessária é introduzida. Como resultado de tais manipulações, o sistema dado será um mecanismo com um grau de liberdade. Na direção em que a força interna é considerada, um pequeno deslocamento é introduzido. Sua direção deve ser semelhante ao esforço interno, só que neste caso será feito um trabalho positivo.
Exemplos de construções
Com base no princípio dos deslocamentos, escreve-se a equação de equilíbrio, ao resolvê-la, calculam-se as linhas de influência e determina-se o esforço necessário.
Vamos considerar um exemplo de tais cálculos. Construímos linhas de influência da força transversal em alguma seção A. Parapara dar conta da tarefa, é necessário traçar os deslocamentos desta viga a partir de um único deslocamento na direção da força removida.
Fórmula para determinar o esforço
A construção das linhas de influência é feita com uma fórmula especial. Ele conecta a força desejada, a magnitude da força concentrada que atua na viga, com a área da figura formada pela linha de influência e o eixo do diagrama sob carga. E também com o indicador do momento fletor e a tangente do ângulo da linha de influência das forças e o eixo neutro.
Se a direção da carga de distribuição e a força concentrada coincidem com a direção da unidade de força móvel, elas têm um valor positivo.
O momento fletor será positivo quando seu sentido for horário. A tangente será positiva quando o ângulo de rotação for menor que um ângulo reto. Ao realizar cálculos, o valor das ordenadas e a área da linha de influência são usados com seus sinais. A mecânica estrutural é baseada no método estatístico de construção de diagramas.
Definições
Vamos dar as definições básicas que são necessárias para realizar desenhos e cálculos de alta qualidade. A linha de influência é a linha que conecta a força interna e o deslocamento de uma força móvel unitária.
As ordenadas demonstram a mudança na força interna analisada que aparece em um determinado ponto da viga ao se mover ao longo do comprimento de uma força unitária. Eles mostram a mudança em diferentes pontos doforça sob a condição de usar uma carga fixa externa. A versão estatística da construção é baseada na escrita das equações de equilíbrio.
Duas opções de construção
A construção de linhas de influência em vigas e momento fletor é possível em dois casos. A força pode ser localizada à direita ou à esquerda da seção utilizada. Quando as forças estão localizadas à esquerda da seção, durante os cálculos, são selecionadas as forças que atuarão à direita. Com sua ação correta, eles contam de acordo com as forças da esquerda.
Vigas de vários vãos
Em pontes, por exemplo, são utilizadas vigas auxiliares para transferir a carga externa para a parte de suporte de toda a estrutura do edifício. A viga principal é chamada aquela que é a base de sustentação. Considera-se que as vigas transversais estão localizadas em ângulo reto com a principal.
São chamadas vigas auxiliares (de vão único), às quais é aplicada uma carga externa. Esta opção de transferir a carga para a viga principal é considerada nodal. O painel é considerado a área localizada entre os dois nós mais próximos. E são representados como pontos do eixo principal, aos quais se encaixam as travessas.
Recursos
O que é a Linha de Influência? A definição deste termo em uma viga está associada a um gráfico que mostra a variação do fator analisado quando uma força unitária se move ao longo da viga. Pode ser uma força transversal, um momento fletor, uma reação de apoio. Qualquer ordenada das linhas de influência demonstra o tamanhofator analisado no momento em que a força está localizada acima dele. Como desenhar linhas de influência de uma viga? O método estatístico baseia-se na compilação de equações estatísticas. Por exemplo, para uma viga simples, localizada em dois suportes articulados, uma força que se move ao longo da viga é característica. Se você escolher uma certa distância na qual ela funciona, você pode construir linhas de influência da reação, traçar uma equação de momentos, construir um gráfico de dois pontos.
A seguir, uma curva de ação de força cortante é construída, para isso, são utilizadas as ordenadas das linhas de influência na seção.
Modo Cinematográfico
Talvez uma linha de influência possa ser construída com base nos movimentos. Exemplos de tais gráficos podem ser encontrados nos casos em que uma viga é mostrada sem apoio para que o mecanismo possa se mover em uma direção positiva.
Para construir uma linha de influência de um determinado momento fletor, é necessário cortar uma dobradiça na seção existente. Neste caso, o mecanismo resultante irá girar por um ângulo unitário na direção positiva.
É possível construir uma linha de influência com uma força transversal ao inserir na seção do slider e expandir o feixe em uma unidade na direção positiva.
Você pode usar o método cinematográfico para traçar linhas de momento fletor e força cortante em uma viga em balanço. Levando em conta a imobilidade do lado esquerdo em tal feixe, apenas o movimento do lado direito na direção positiva é considerado. Graças às linhas de influência, a fórmula pode calcular qualquer esforço.
Cálculosem modo cinematográfico
No cálculo pelo método cinemático, utiliza-se uma fórmula que relaciona o número de hastes de apoio, o número de vãos, rótulas, graus de liberdade da tarefa. Se, ao substituir os valores dados, o número de graus de liberdade for igual a zero, o problema pode ser determinado estatisticamente. Se este indicador tiver um valor negativo, a tarefa é estatisticamente impossível, com um grau de liberdade positivo, uma construção geométrica é realizada.
Para facilitar os cálculos, para ter uma representação visual das características do funcionamento dos discos em uma viga de vários vãos, é construído um diagrama de piso.
Para isso, todas as dobradiças originais da viga são substituídas por suportes articulados.
Variedades de vigas
Vários tipos de vigas de vários vãos são assumidos. A especificidade do primeiro tipo é que em todos os vãos, com exceção do primeiro, são utilizados suportes móveis articulados. Se forem usados suportes em vez de dobradiças, serão formadas vigas de vão único, nas quais cada uma ficará apoiada no console adjacente.
O segundo tipo é caracterizado pela alternância de vãos, que possuem dois apoios móveis articulados, com vãos sem apoios. Neste caso, a planta no console das vigas centrais é baseada nas vigas de inserção.
Além disso, existem vigas que combinam os dois tipos anteriores. Para garantir a definibilidade estatística das vigas de inserção, a conexão horizontal entre os apoios é transferida para a viga adjacente direita. Piso inferior em andar por andaro esquema será representado pela viga principal e as vigas secundárias serão utilizadas para o piso superior.
Gráficos de fatores de força internos
Com a ajuda de um esquema passo a passo, você pode plotar para uma única viga começando no piso superior e terminando nas construções inferiores. Após a conclusão da construção dos fatores de força internos para o piso superior, é necessário alterar todos os valores encontrados da reação de suporte para forças opostas na direção e aplicá-los no diagrama do piso para o piso inferior. Ao plotar diagramas nele, uma determinada carga de forças é usada.
Após a conclusão da plotagem dos fatores internos de força, é realizada uma verificação estatística de toda a viga de vários vãos. Ao verificar, a condição deve ser atendida, segundo a qual a soma de todas as reações de apoios e forças dadas é igual a zero. Também é importante analisar a conformidade com a dependência diferencial para seções individuais da viga utilizada.
Em um gráfico que expressa a lei de mudança na reação de um suporte ou um fator interno de força em uma seção específica (dada) de um edifício, as funções da localização de uma carga individual em movimento são chamadas de linha de influência. Para construí-los, aplique a equação da estatística.
Construções gráficas são usadas para determinar os fatores internos de força para calcular as reações dos apoios ao longo de certas linhas de influência.
Valor de cálculo
Em sentido amplo, a mecânica da construção é considerada uma ciência que desenvolve métodos de cálculo e princípios de verificaçãoestruturas e estruturas para estabilidade, resistência e rigidez. Graças a cálculos de resistência de alta qualidade e pontualidade, é possível garantir a segurança das estruturas erguidas, sua total resistência a forças internas e externas.
Para alcançar o resultado desejado, é utilizada uma combinação de economia e durabilidade.
Os cálculos de estabilidade permitem identificar indicadores críticos de influências externas que garantem a preservação de uma determinada forma de equilíbrio e posição em estado deformado.
Os cálculos de rigidez são para identificar uma variedade de opções de deformação (assentamento, deflexão, vibração), devido às quais a operação total das estruturas é excluída, há uma ameaça à resistência das estruturas.
Para evitar emergências, é importante realizar tais cálculos, analisar a conformidade dos indicadores obtidos com os valores máximos permitidos.
Atualmente, a mecânica estrutural usa uma enorme variedade de métodos de cálculo confiáveis que foram testados em detalhes por práticas de construção e engenharia.
Dada a constante modernização e desenvolvimento da indústria da construção, incluindo sua base teórica, podemos falar sobre a utilização de novos métodos confiáveis e de alta qualidade para a construção de desenhos.
Em sentido estrito, a mecânica da construção está associada a cálculos teóricos de hastes, vigas que formam uma estrutura. Física fundamental, matemática e estudos experimentais servem como base para a mecânica estrutural.
Esquemas de projeto que são usados em mecânica estrutural para pedra, concreto armado, madeira, estruturas metálicas, permitem evitar mal-entendidos durante a construção de edifícios e estruturas. Somente com a correta construção preliminar dos desenhos podemos falar sobre a segurança e confiabilidade das estruturas que estão sendo criadas. Construir linhas de influência em vigas é um empreendimento bastante sério e responsável, pois a vida das pessoas depende da precisão das ações.
