Tasokehät. Kuva. Sauvojen alapuolet merkittyinä.

Samankaltaiset tiedostot
RASITUSKUVIOT. Kuvioiden laatimisen tehostamiseksi kannattaa rasitukset poikkileikkauksissa laskea seuraavassa esitetyllä tavalla:

SUORAN PALKIN TAIVUTUS

SUORAN PALKIN RASITUKSET

Rakenteiden mekaniikka TF00BO01, 5op

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

HYPERSTAATTISET RAKENTEET

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

RASITUSKUVIOT (jatkuu)

KJR-C1001: Statiikka L5 Luento : Palkin normaali- ja leikkausvoima sekä taivutusmomentti

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Tukilaitteet

10 knm mm 1000 (a) Kuva 1. Tasokehä ja sen elementtiverkko.

STATIIKKA. TF00BN89 5op

TAVOITTEET Määrittää taivutuksen normaalijännitykset Miten määritetään leikkaus- ja taivutusmomenttijakaumat

PUHDAS, SUORA TAIVUTUS

MUODONMUUTOKSET. Lähtöotaksumat:

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Harjoitus 4. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016. Tehtävä 1 Selitä käsitteet kohdissa a) ja b) sekä laske c) kohdan tehtävä.

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001: Statiikka L3 Luento : Jäykän kappaleen tasapaino

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Analysoidaan lämpöjännitysten, jännityskeskittymien, plastisten muodonmuutosten ja jäännösjännityksien vaikutus

Harjoitus 1. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016. Tehtävä 1 Selitä käsitteet kohdissa [a), b)] ja laske c) kohdan tehtävä.

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Aksiaalisella tai suoralla leikkauksella kuormitettujen rakenneosien lujuusopillinen analyysi ja suunnittelu

OSIITAIN JA YKKIEN LIITOSTEN V AIKUTUS PORTAALIKEHAN VOI MASUUREISIIN. Rakenteiden Mekaniikka, Vol.27 No.3, 1994, s

7. Suora leikkaus TAVOITTEET 7. Suora leikkaus SISÄLTÖ

2 Pistejoukko koordinaatistossa

2 SUORA SAUVA ja PALKKI Suoran sauvan puhdas veto tai puristus Suoran palkin taivutus Harjoitustehtäviä 71

8. Yhdistetyt rasitukset

Vanhoja koetehtäviä. Analyyttinen geometria 2016

Määritetään vääntökuormitetun sauvan kiertymä kimmoisella kuormitusalueella Tutkitaan staattisesti määräämättömiä vääntösauvoja

2.3 Voiman jakaminen komponentteihin

normaali- ja leikkaus jännitysten laskemiseen pisteessä Määritetään ne tasot, joista suurimmat normaali- ja leikkausjännitykset löytyvät

KJR-C2001 KIINTEÄN AINEEN MEKANIIKAN PERUSTEET, KEVÄT 2018

Luvun 10 laskuesimerkit

Mitoitetaan MäkeläAlu Oy:n materiaalivaraston kaksiaukkoinen hyllypalkki.

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

MAY1 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Julkaiseminen sallittu vain koulun suljetussa verkossa.

MEI Kontinuumimekaniikka

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Taso 1/5 Sisältö ESITIEDOT: vektori, koordinaatistot, piste, suora

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

ARK-A.3000 Rakennetekniikka (4op) Rakenteiden mekaniikka III

Kahden suoran leikkauspiste ja välinen kulma (suoraparvia)

Harjoitus 7. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016

TEHTÄVIEN RATKAISUT. Luku a) Merkintä f (5) tarkoittaa lukua, jonka funktio tuottaa, kun siihen syötetään luku 5.

Katso lasiseinän rungon päämitat kuvista 01 ja Jäykistys ja staattinen tasapaino

Laskuharjoitus 2 Ratkaisut

YEISTÄ KOKONAISUUS. 1 Rakennemalli. 1.1 Rungon päämitat

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

Laskuharjoitus 7 Ratkaisut

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Lineaarialgebra MATH.1040 / voima

Kertaus. Integraalifunktio ja integrointi. 2( x 1) 1 2x. 3( x 1) 1 (3x 1) KERTAUSTEHTÄVIÄ. K1. a)

A on sauvan akselia vastaan kohtisuoran leikkauspinnan ala.

POIKKILEIKKAUSTEN MITOITUS

RAKENNEPUTKET EN KÄSIKIRJA (v.2012)

Lauseen erikoistapaus on ollut kevään 2001 ylioppilaskirjoitusten pitkän matematiikan kokeessa seuraavassa muodossa:

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Paraabeli suuntaisia suoria.

3 TOISEN ASTEEN POLYNOMIFUNKTIO

RISTIKKO. Määritelmä:

RTEK-2000 Statiikan perusteet. 1. välikoe ke LUENTOSALEISSA K1705 klo 11:00-14:00 sekä S4 klo 11:15-14:15 S4 on sähkötalossa

Harjoitus 6. KJR-C2001 Kiinteän aineen mekaniikan perusteet, IV/2016

Matematiikan tukikurssi

y=-3x+2 y=2x-3 y=3x+2 x = = 6

KERTAUS KERTAUSTEHTÄVIÄ K1. P( 1) = 3 ( 1) + 2 ( 1) ( 1) 3 = = 4

Solmu 3/2001 Solmu 3/2001. Kevään 2001 ylioppilaskirjoitusten pitkän matematiikan kokeessa oli seuraava tehtävä:

Voiman momentti M. Liikemäärä, momentti, painopiste. Momentin määritelmä. Laajennettu tasapainon käsite. Osa 4

Aluksi Kahden muuttujan lineaarinen yhtälö

Tekijä Pitkä matematiikka Pisteen (x, y) etäisyys pisteestä (0, 2) on ( x 0) Pisteen (x, y) etäisyys x-akselista, eli suorasta y = 0 on y.

Palkki ja laatta toimivat yhdessä siten, että laatta toimii kenttämomentille palkin puristuspintana ja vetoteräkset sijaitsevat palkin alaosassa.

KJR-C1001: Statiikka L2 Luento : voiman momentti ja voimasysteemit

Avainsanat: geometria, kolmio, ympyrä, pallo, trigonometria, kulma

ESIMERKKI 3: Märkätilan välipohjapalkki

1 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

Laudatur 4 MAA4 ratkaisut kertausharjoituksiin

Ovi. Ovi TP101. Perustietoja: - Hallin 1 päätyseinän tuulipilarit TP101 ovat liimapuurakenteisia. Halli 1

Lineaarinen yhtälöryhmä

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KANTAVUUSTAULUKOT (EN mukaan) Kantavat poimulevyt W-70/900 W-115/750 W-155/840

Tekijä Pitkä matematiikka

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Kehänurkan raudoitus. Kehän nurkassa voi olla kaksi kuormitustapausta:

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet

Helsingin, Itä-Suomen, Jyväskylän, Oulun, Tampereen ja Turun yliopisto Matematiikan valintakoe klo 10-13

Koesuunnitelma KON-C3004 Kone-ja rakennustekniikan laboratoriotyöt Aleksi Purkunen (426943) Joel Salonen (427269)

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Vastaus: Määrittelyehto on x 1 ja nollakohta x = 1.

y 2 h 2), (a) Näytä, että virtauksessa olevan fluidialkion tilavuus ei muutu.

Esimerkkilaskelma. Mastopilarin perustusliitos liimaruuveilla

y z = (x, y) Kuva 1: Euklidinen taso R 2

3.3 Paraabeli toisen asteen polynomifunktion kuvaajana. Toisen asteen epäyhtälö

MAA2.3 Koontitehtävät 2/2, ratkaisut

Käy vastaamassa kyselyyn kurssin pedanet-sivulla (TÄRKEÄ ensi vuotta ajatellen) Kurssin suorittaminen ja arviointi: vähintään 50 tehtävää tehtynä

RAK-C3004 Rakentamisen tekniikat

Transkriptio:

Tasokehät Tasokehä muodostuu yksinkertaisista palkeista ja ulokepalkeista, joita yhdistetään toisiinsa jäykästi tai nivelkehässä nivelellisesti. Palkit voivat olla tasossa missä kulmassa tahansa. Palkkikannattimessa alapuoli määriteltiin positiiviseksi puoleksi, jonka perusteella määräytyivät leikkausvoiman ja taivutusmomentin positiiviset suunnat. Kehärakenteissa alapuoleksi määritellään se sivu, joka näkyy katsottaessa sauvaa alhaalta ylös päin. Pystysuoran sauvan alapuoleksi kannattaa määritellä kehän sisäpuolinen sivu, jos sellainen on, muussa tapauksessa oikea sivu. Kuva. Sauvojen alapuolet merkittyinä. Havainnollisuuden vuoksi rasituskuviot piirretään pitkin perusviivaa (perusviiva yhtyy sauvan akseliin). Positiiviset pinnan osat piirretään perusviivan alapuolelle ja negatiiviset sen yläpuolelle. Yleisiä kaavoja ei ole tarkoituksenmukaista johtaa rasituksille kehien monimuotoisuuden vuoksi vaan kukin rakenne on viisainta ratkaista omana tapauksenaan. Kun tukireaktiot on ratkaistu tasapainoehdoilla (tai muodonmuutosehdoilla), määritetään rasitukset tarvittavissa kohdissa irti leikattujen osien vapaakappalekuvista tasapainoehtojen perusteella. Kehissä syntyy palkeista poiketen yleensä kaikilla kuormituksilla myös normaalivoimaa. 1

Rasitusten merkkisäännöt Rasitusten positiiviset suunnat on esitetty viereisessä kuvassa. Rasitusten merkkisäännöt ovat siis samat kuin kehäsauvan suuntaiseksi käännetyn palkin merkkisäännöt. Ne voidaan laskea kumman tahansa irti leikatun osan tasapainoehdoilla vapaakappalekuvan perusteella. Toinen tapa (joka on puhtaasti merkintätekninen) on menetellä seuraavalla tavalla: Koko rakenteen vk kuvassa merkitään tarkasteltavaa leikkausta i symbolilla Viereisellä merkinnällä tarkoitetaan rakenteen nuolen puoleista osaa. Siitä voidaan suoraan kirjoittaa normaalivoiman lauseke laskemalla yhteen rakenteen sillä puolella vaikuttavat akselin suuntaiset voimien (tai voimajakautumien resultanttien) komponentit. Nuoli osoittaa yhteenlaskettavien voimien positiivisen suunnan. 2

Viereisellä merkinnällä voidaan suoraan kirjoittaa leikkausvoiman lauseke laskemalla yhteen rakenteen sillä puolella vaikuttavat akselia vastaan kohtisuorat voimien (tai voimajakautumien resultanttien) komponentit. Nuoli osoittaa yhteenlaskettavien voimien (komponenttien) positiivisen suunnan. Viereisellä merkinnällä voidaan suoraan kirjoittaa nuolenpuoleisesta osasta taivutusmomentin lauseke laskemalla yhteen rakenteen sillä puolella vaikuttavien voimien (tai voimajakautumien resultanttien) momentit kyseiseen leikkaukseen. Nuoli osoittaa yhteenlaskettavien momenttien positiivisen suunnan. ESIERKKI 1 ääritä kuvan kehän rasituspinnat piirtämällä osien vapaakappalekuvat ja laskemalla niistä rasitussuureet tasapainoehtoja käyttäen. RATKAISU Lasketaan tukireaktiot: : A 0 x : A 25 0 A 25kN y A y 25 1,7 0 42,50kNm A 3

Leikataan ensin poikkileikkauksesta 1. : 25 N 0 N 25kNm : Q 0 1 t1 1 1 42,5 0 42,5kNm t1 Leikataan sitten poikkileikkauksesta 2. : 25 N 0 N 25kNm : Q 0 2 t2 2 2 42,5 0 42,5kNm t2 Poikkileikkauksen 3 vasemman puoleisen osan tsp ehdot: : 25 Q 0 Q 25kNm : N 0 3 t3 3 3 42,5 0 42,5kNm Tarkistetaan edellä olevat tulokset käyttämällä poikkileikkauksen 3 oikean puoleista osaa : 25 Q 0 Q 25kNm t3 3 3 : N 0 N 0 3 3 25 1,7 0 42,5kNm t3 t3 4

Lasketaan vielä poikkileikkaukseen 4 : 25 Q 0 Q 25kNm t4 4 4 : N 0 N 0 4 4 25 0 0 0kNm Koska merkittyjen poikkileikkausten välissä ei ole jatkuvaa kuormitusta, ovat kaikki rasituspintojen kuvaajat suoria näiden välillä. Tulokset ovat seuraavalla sivulla. t4 Normaalivoimapinta Leikkausvoimapinta Taivutusmomenttipinta 5

ESIERKKI 2 ääritä kuvan kehän rasituspinnat laskemalla rasitussuureet koko rakenteen vapaakappalekuvasta poikkileikkausmerkintöjä käyttämällä. RATKAISU Tukireaktiot ovat (edellisestä esimerkistä): Ax 0 A 25kN y A 42,50 knm Lasketaan kehän rasitusten poikkileikkausarvot rasituslajeittain. Normaalivoima N1 25kN N2 25kN N3 0kN N4 0kN Leikkausvoima Q 1 0kN Q 2 0kN Q3 25kN Q4 25kN 6

Taivutusmomentti t1 42,5kNm t2 42,5kNm t3 25 1,7 42,5kNm t4 25 0 0kNm Tulokset ovat siis samat kuin osien tasapainoehdoilla laskien, kuten pitääkin olla. Kyseessä on vainmerkintätapa, jossa kirjoitetaan rasitusten arvot poikkileikkauksiin tsp ehtojen valmiiksi ratkaistuun muotoon. Rasituspinnat ovat tietenkin samat kuin aiemminkin. ESIERKKI 3 ääritä kuvan kehän rasituspinnat laskemalla rasitussuureet koko rakenteen vapaakappalekuvasta poikkileikkausmerkintöjä käyttäen. RATKAISU Tukireaktiot : : Ax 45 0 Ax 45kN By 6 45 2 25 4 2 0 By 18, 33kN Ay 6 25 4 4 45 2 0 Ay 81, 67kN (Tark: : 81,67 18,33 25 4 0) 7

ääritetään normaalivoimat tarvittaviin leikkauksiin N 81, 67kN N 1 2 N 45kN N N 3 4 5 N 18, 33kN N N N 6 7 8 9 ääritetään leikkausvoimat: Q 45kN Q 1 2 Q3 81, 67 kn Q 18, 33kN Q Q 45kN Q Q 6 7 4 5 9 0 erkinvaihtokohta välillä 3 4: Q 81, 67 25 x 0 x 3, 267m x Taivutusmomentit: 0 t2 45 3, 5 157, 5kNm t1 t3 45 3, 5 157, 5kNm t x 45 3, 5 81, 67 3, 267 25 3, 267 / 2 24, 10kNm t4 45 1, 5 18, 33 2 30, 84kN t5 45 1, 5 67, 50kN t6 45 1, 5 67, 50kN t8 0 Rasituspinnat ovat seuraavalla sivulla 2 8

Kuva: Rasituspinnat TEHTÄVÄ 1 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. 32, 5kN 44, 0kNm 9

TEHTÄVÄ 2 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. 50kN 41, 7kNm TEHTÄVÄ 3 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. 33, 3kN 73, 3kNm 10

TEHTÄVÄ 4 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. V: Ax B y 5kN 110kN 86, 6kNm TEHTÄVÄ 5 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. 30kN 90kNm 11

TEHTÄVÄ 6 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. V: Ax A y 60kN 48, 7kN 140, 6kNm TEHTÄVÄ 7 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. 42, 1kN 93, 6kNm 12

TEHTÄVÄ 8 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. 114, 9kN 190, 6kNm ESIERKKI 4 / Tehtävä ääritä ja piirrä kuvan nivelkehän rasituspinnat. Kohdassa C on kitkaton nivel. Nivelkehän VKK. RATKAISU Lasketaan tukireaktiot: By 4 1223 203 0 B 33kN A y 4 20 3 12 2 1 0 A 9kN (Tark: : 12 2 33 9 0) y y 13

Taivutusmomentti nivelessä C häviää: 33 2 B 3 12 2 1 0 B 14 tc x x kn A A tc 92 x 3 0 x 6kN Normaalivoimat: N 9kN N 1 2 N N5 33kN 6 20 14kN= N 3 4 Leikkausvoimat: Q 6kN Q Q kn 1 2 Q4 33kN Q5 14kN Taivutusmomentit: t2 63 18kNm 14 3 42kNm t5 3 9 Rasituspintojen piirtäminen jää harjoitustehtäväksi! 14

TEHTÄVÄ 9 ääritä ja piirrä kuvan nivelkehän rasituspinnat. 19, 03kN 79, 94kNm TEHTÄVÄ 10 ääritä ja piirrä kuvan kehän rasituspinnat. 36, 09kN 124, 9kNm 15

TEHTÄVÄ 11 ääritä ja piirrä kuvan nivelkehän rasituspinnat. 112, 7kN 399kNm TEHTÄVÄ 12 ääritä ja piirrä kuvan nivelkehän rasituspinnat. 114, 9kN 112, 3kNm 16