كيفية رسم خطوط النفوذ؟ تعتمد الميكانيكا الإنشائية على طريقة لاغرانج الحركية. يكمن جوهرها الرئيسي في حقيقة أنه في نظام يكون في حالة توازن كامل ، تكون نتيجة جميع القوى على عمليات النزوح غير المهمة هي صفر.
خصوصية الطريقة
لبناء خطوط تأثير رد الفعل ، لحظة الانحناء ، القوة العرضية لقسم شعاع معين ، يتم استخدام خوارزمية معينة من الإجراءات. أولاً ، قم بإزالة الرابط. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إزالة خطوط نفوذ القوة الداخلية ، وإدخال القوة اللازمة. نتيجة لمثل هذه التلاعبات ، سيكون النظام المعطى آلية بدرجة واحدة من الحرية. في الاتجاه الذي يتم فيه اعتبار القوة الداخلية ، يتم إدخال إزاحة صغيرة. يجب أن يكون اتجاهه مشابهًا للجهد الداخلي ، فقط في هذه الحالة سيتم عمل إيجابي.
أمثلة على الإنشاءات
بناءً على مبدأ الإزاحة ، تتم كتابة معادلة التوازن ، عند حلها ، يتم حساب خطوط التأثير ، ويتم تحديد الجهد المطلوب.
لنأخذ مثالاً على مثل هذه الحسابات. نبني خطوط تأثير القوة المستعرضة في بعض الأقسام أ. إلىللتعامل مع المهمة ، من الضروري رسم عمليات إزاحة هذه الحزمة من إزاحة واحدة في اتجاه القوة التي تم إزالتها.
صيغة لتحديد الجهد
يتم إنشاء خطوط النفوذ باستخدام صيغة خاصة. يربط القوة المرغوبة ، حجم القوة المركزة التي تعمل على الحزمة ، بمساحة الشكل التي شكلها خط التأثير ومحور الرسم البياني تحت الحمل. وأيضًا مع مؤشر لحظة الانحناء وظل زاوية خط تأثير القوى والمحور المحايد.
إذا تزامن اتجاه حمل التوزيع والقوة المركزة مع اتجاه قوة الوحدة المتحركة ، فلديهما قيمة موجبة.
ستكون لحظة الانحناء إيجابية عندما يكون اتجاهها في اتجاه عقارب الساعة. يكون الظل موجبًا عندما تكون زاوية الدوران أقل من الزاوية اليمنى. عند إجراء الحسابات ، يتم استخدام قيمة الإحداثيات ومنطقة خط التأثير مع علاماتها. تعتمد الميكانيكا الإنشائية على الطريقة الإحصائية لبناء الرسوم البيانية.
تعريفات
لنقدم التعريفات الأساسية اللازمة لأداء الرسومات والحسابات عالية الجودة. خط التأثير هو الخط الذي يربط بين القوة الداخلية وإزاحة القوة المتحركة للوحدة.
توضح الإحداثيات التغيير في القوة الداخلية التي تم تحليلها والتي تظهر عند نقطة معينة على الحزمة عند التحرك على طول قوة الوحدة. يظهرون التغيير في نقاط مختلفة في الداخلالقوة بشرط استخدام حمولة خارجية ثابتة. النسخة الإحصائية للبناء مبنية على كتابة معادلات التوازن
خياران للبناء
يمكن إنشاء خطوط التأثير في العوارض وعزم الانحناء في حالتين. يمكن تحديد موقع القوة على يمين أو يسار القسم المستخدم. عندما تقع القوات على يسار القسم ، أثناء العمليات الحسابية ، يتم تحديد القوى التي ستعمل على اليمين. بفعلها الصحيح ، يحسبون وفقًا لقوى اليسار.
الحزم متعددة الامتدادات
في الجسور ، على سبيل المثال ، تُستخدم الحزم المساعدة لنقل الحمل الخارجي إلى الجزء الحامل من هيكل المبنى بأكمله. الشعاع الرئيسي يسمى الشعاع الذي هو القاعدة الداعمة. تعتبر الحزم المستعرضة موجودة بزاوية قائمة على الزاوية الرئيسية.
يتم استدعاء الحزم المساعدة (أحادية الامتداد) ، والتي يتم تطبيق حمل خارجي عليها. يعتبر هذا الخيار الخاص بنقل الحمولة إلى الحزمة الرئيسية عقديًا. تعتبر اللوحة المنطقة الواقعة بين أقرب عقدتين. ويتم تمثيلها كنقاط من المحور الرئيسي الذي تتناسب معه العوارض المتقاطعة
الميزات
ما هو خط النفوذ؟ يرتبط تعريف هذا المصطلح في الحزمة برسم بياني يوضح التغيير في العامل الذي تم تحليله عندما تتحرك قوة الوحدة على طول الحزمة. يمكن أن تكون قوة عرضية ، لحظة انحناء ، رد فعل دعم. يوضح أي تنسيق لخطوط التأثير الحجمالعامل الذي تم تحليله في الوقت الذي توجد فيه القوة فوقه. كيفية رسم خطوط تأثير شعاع؟ تعتمد الطريقة الإحصائية على تجميع المعادلات الإحصائية. على سبيل المثال ، بالنسبة لشعاع بسيط ، يقع على دعامتين مفصليتين ، فإن القوة التي تتحرك على طول الحزمة مميزة. إذا اخترت مسافة معينة تعمل عندها ، يمكنك بناء خطوط تأثير التفاعل ، وصياغة معادلة اللحظات ، وإنشاء رسم بياني من نقطتين.
بعد ذلك ، يتم إنشاء منحنى عمل قوة القص ، ولهذا الغرض ، يتم استخدام إحداثيات خطوط التأثير في القسم.
طريقة سينمائية
ربما يمكن بناء خط نفوذ على أساس الحركات. يمكن العثور على أمثلة لهذه الرسوم البيانية في الحالات التي يتم فيها عرض شعاع بدون دعم بحيث يمكن للآلية التحرك في اتجاه إيجابي.
لبناء خط تأثير لحظة انحناء معينة ، من الضروري قطع المفصلة في القسم الحالي. في هذه الحالة ، ستدور الآلية الناتجة بزاوية وحدة في الاتجاه الإيجابي.
يمكن بناء خط تأثير بقوة عرضية عند إدخاله في قسم المنزلق وتوسيع الحزمة بمقدار وحدة واحدة في الاتجاه الإيجابي.
يمكنك استخدام الطريقة السينمائية لرسم خطوط عزم الانحناء وقوة القص في شعاع ناتئ. مع الأخذ في الاعتبار عدم حركة الجانب الأيسر في مثل هذه الحزمة ، يتم النظر فقط في حركة الجانب الأيمن في الاتجاه الإيجابي. بفضل خطوط التأثير ، يمكن للمعادلة حساب أي جهد.
الحساباتفي الوضع السينمائي
عند الحساب بالطريقة الحركية ، يتم استخدام صيغة تربط عدد قضبان الدعم وعدد الامتدادات والمفصلات ودرجات حرية المهمة. إذا ، عند استبدال القيم المعطاة ، فإن عدد درجات الحرية يساوي الصفر ، يمكن تحديد المشكلة إحصائيًا. إذا كان لهذا المؤشر قيمة سالبة ، فإن المهمة مستحيلة إحصائياً ، مع درجة إيجابية من الحرية ، يتم تنفيذ بناء هندسي.
من أجل جعل إجراء العمليات الحسابية أكثر ملاءمة ، للحصول على تمثيل مرئي لميزات تشغيل الأقراص في حزمة متعددة الفترات ، تم إنشاء مخطط أرضي.
للقيام بذلك ، يتم استبدال جميع المفصلات الأصلية في الحزمة بدعامات مفصلية.
أنواع مختلفة من الحزم
تم افتراض عدة أنواع من الحزم متعددة الامتدادات. خصوصية النوع الأول هي أنه في جميع الامتدادات ، باستثناء الأول ، يتم استخدام الدعامات المفصلية المنقولة. إذا تم استخدام الدعامات بدلاً من المفصلات ، فسيتم تشكيل عوارض أحادية الامتداد ، حيث سيستقر كل منها على وحدة التحكم المجاورة.
النوع الثاني يتميز بتناوب الامتدادات ، والتي لها دعائم متحركة مفصلية ، مع امتدادات بدون دعامات. في هذه الحالة ، يعتمد مخطط الأرضية الموجود على وحدة التحكم في الحزم المركزية على الحزم المدرجة.
إلى جانب ذلك ، هناك عوارض تجمع بين النوعين السابقين. لضمان التحديد الإحصائي لحزم الإدخال ، يتم نقل الاتصال الأفقي بين الدعم إلى الحزمة المجاورة اليمنى. الطابق السفلي في الطابق تلو الأرضسيتم تمثيل المخطط بواسطة الحزمة الرئيسية ، ويتم استخدام الحزم الثانوية في الطابق العلوي.
مؤامرات عوامل القوة الداخلية
بمساعدة مخطط خطوة بخطوة ، يمكنك التخطيط لشعاع واحد يبدأ من الطابق العلوي وينتهي بالإنشاءات السفلية. بعد الانتهاء من بناء عوامل القوة الداخلية للطابق العلوي ، من الضروري تغيير جميع القيم الموجودة لتفاعل الدعم للقوى المعاكسة في الاتجاه ، ثم تطبيقها في مخطط الأرضية على الطابق السفلي. عند رسم المخططات عليها ، يتم استخدام حمولة معينة من القوى.
بعد الانتهاء من تخطيط العوامل الداخلية للقوة ، يتم إجراء فحص إحصائي للحزمة الكاملة متعددة الامتدادات. عند التحقق ، يجب استيفاء الشرط ، والذي بموجبه يكون مجموع ردود أفعال الدعامات والقوى المعطاة يساوي صفرًا. من المهم أيضًا تحليل التوافق مع الاعتماد التفاضلي للأقسام الفردية للحزمة المستخدمة.
في الرسم البياني الذي يعبر عن قانون التغيير في رد فعل الدعم أو عامل القوة الداخلي في قسم معين (معين) من المبنى ، تسمى وظائف موقع الحمل الفردي المتحرك الخط النفوذ. لبنائها تطبيق معادلة الإحصاء.
تُستخدم الإنشاءات الرسومية لتحديد عوامل القوة الداخلية لحساب ردود فعل الدعامات على طول خطوط معينة من التأثير.
قيمة الحساب
بالمعنى الواسع ، تعتبر ميكانيكا البناء علمًا يطور طرق الحساب ومبادئ التحققالهياكل والهياكل من أجل الاستقرار والقوة والصلابة. بفضل حسابات القوة عالية الجودة وفي الوقت المناسب ، من الممكن ضمان سلامة الهياكل المقامة ، ومقاومتها الكاملة للقوى الداخلية والخارجية.
لتحقيق النتيجة المرجوة ، يتم استخدام مزيج من التوفير والمتانة.
حسابات الاستقرار تجعل من الممكن تحديد المؤشرات الهامة للتأثيرات الخارجية التي تضمن الحفاظ على شكل معين من التوازن والموقف في حالة مشوهة.
حسابات الصلابة لتحديد مجموعة متنوعة من خيارات التشوه (التسوية ، الانحراف ، الاهتزاز) ، بسبب استبعاد التشغيل الكامل للهياكل ، هناك تهديد لقوة الهياكل.
من أجل تجنب حالات الطوارئ ، من المهم إجراء مثل هذه الحسابات ، وتحليل مدى امتثال المؤشرات التي تم الحصول عليها مع القيم القصوى المسموح بها.
حاليًا ، تستخدم الميكانيكا الإنشائية مجموعة كبيرة ومتنوعة من طرق الحساب الموثوقة التي تم اختبارها بالتفصيل من خلال ممارسات البناء والهندسة.
نظرًا للتحديث والتطوير المستمر لصناعة البناء ، بما في ذلك قاعدتها النظرية ، يمكننا التحدث عن استخدام أساليب جديدة موثوقة وعالية الجودة لإنشاء الرسومات.
بالمعنى الضيق ، ترتبط ميكانيكا البناء بالحسابات النظرية للقضبان ، الحزم التي تشكل هيكلًا. تعمل الفيزياء الأساسية والرياضيات والدراسات التجريبية كأساس للميكانيكا الإنشائية.
مخططات التصميم المستخدمة في الميكانيكا الإنشائية للحجر والخرسانة المسلحة والخشب والهياكل المعدنية ، تسمح لك بتجنب سوء الفهم أثناء تشييد المباني والهياكل. فقط مع البناء الأولي الصحيح للرسومات يمكننا التحدث عن سلامة وموثوقية الهياكل التي يتم إنشاؤها. بناء خطوط التأثير في الحزم مهمة جادة ومسؤولة إلى حد ما ، لأن حياة الناس تعتمد على دقة الأفعال.
