1 Расчет рам на устойчивость методом перемещений. Основные допущения
Основная система при расчете рамы на устойчивость выбирается так же как и на прочность. Но при расчете на устойчивость внешняя нагрузка всегда приложена в узлах. Канонические уравнения как и в методе перемещений, но .
.
Единичные реакции определяются из условия равновесия узлов при заданных единичных смещениях. Единичные реактивные усилия во введенных связях
являются функциями от параметра внешних продольных сил
.
.
Определитель однородной системы составленный из коэффициентов при неизвестных должен быть равен 0:
.
Раскрыв определитель получаем уравнение устойчивости ( - теорема взаимности реакций).
Решив это уравнение относительно параметра критической нагрузки и по минимальному значению корня определяем значение внешних сил.
Используя таблицы*:
,
,
(1),
(2) - формула Эйлера.
Приравнивая (1) и (2) получаем:
- коэффициент свободной длины.
.
· Для стержней, испытывающих продольное сжатие заранее построены эпюры от единичных перемещений и выполнены расчеты приведены в таблицах, где и
поправочные коэффициенты зависящие от
.
25 Математическая форма расчета рам методом перемещений
Для раз кинематически неопределимой системы канонических уравнений имеет вид системы
линейных алгебраических уравнений с
неизвестными:
.
Представим эти уравнения в матричной форме:
или где
- матрица реакций во введенных дополнительных связях в основной системе от единичного перемещения этих связей,
- вектор реактивных усилий в дополнительных связях от заданной внешней нагрузки;
- вектор неизвестных перемещений. Для вычисления элементов матрицы
и
:
,
, где
и
- изгибающие моменты в основной системе от единичных перемещений дополнительных связей
.
- изгибающий момент от внешней нагрузки.
,
, где
- матрица влияния изгибающих моментов в основной системе метода перемещений от единичных перемещений дополнительных связей
,
- транспонированная матрица
;
- матрица податливости отдельных связных элементов;
- матрица влияния изгибающих моментов в любой статически определимой системе от внешних сил;
- вектор от внешних сил.
.
Окончательное значение изгибающих моментов , где
- матрица влияния изгибающих моментов в основной системе метода перемещений от внешних сил, равных единице.