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

Samankaltaiset tiedostot
ARK-A.3000 Rakennetekniikka (4op) Rakenteiden mekaniikka II. Dipl.Ins. Hannu Hirsi.

KJR-C1001: Statiikka L3 Luento : Jäykän kappaleen tasapaino

Rakenteiden mekaniikka TF00BO01, 5op

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

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 L5 Luento : Palkin normaali- ja leikkausvoima sekä taivutusmomentti

EC0 ja EC1. Keskeiset muutokset kansallisissa. liitteissä. Eurokoodi 2014 seminaari Rakennusteollisuus RT ry Timo Tikanoja 9.12.

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

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

LUENTO 2 Kuormat, rungon jäykistäminen ja rakennesuunnittelu

Tasokehät. Kuva. Sauvojen alapuolet merkittyinä.

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

ARK-A.3000 Rakennetekniikka (4op) Rakenteiden mekaniikka V. Hannu Hirsi.

ESIMERKKI 2: Kehän mastopilari

Laskuharjoitus 7 Ratkaisut

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN SFS-EN 1990 EUROKOODI. RAKENTEIDEN SUUNNITTELUPERUSTEET

STATIIKKA. TF00BN89 5op

RAK-C3004 Rakentamisen tekniikat

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

HYPERSTAATTISET RAKENTEET

Vastaanottaja Helsingin kaupunki. Asiakirjatyyppi Selvitys. Päivämäärä VUOSAAREN SILTA KANTAVUUSSELVITYS

ESIMERKKI 3: Nurkkapilari

Tapa II: Piirretään voiman F vaikutussuora ja lasketaan momentti sen avulla. Kuva 3. d r. voiman F vaikutussuora

Finnwood 2.3 SR1 ( ) Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood

Copyright 2010 Metsäliitto Osuuskunta, Puutuoteteollisuus. Finnwood 2.3 ( ) Varasto, Ovipalkki 4 m. FarmiMalli Oy. Urpo Manninen 8.1.

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

ESIMERKKI 4: Välipohjan kehäpalkki

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

Akselipainolaskelmat. Yleistä tietoa akselipainolaskelmista

Piirrä kirjaan vaikuttavat voimat oikeissa suhteissa toisiinsa nähden. Kaikki kappaleet ovat paikallaan

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

RASITUSKUVIOT (jatkuu)

ARK-A.3000 Rakennetekniikka (4op) Rakenteiden mekaniikka IV. Hannu Hirsi.

SUORAN PALKIN TAIVUTUS

2.3 Voiman jakaminen komponentteihin

7. Suora leikkaus TAVOITTEET 7. Suora leikkaus SISÄLTÖ

Tuomas Kaira. Ins.tsto Pontek Oy. Tuomas Kaira

ESIMERKKI 1: NR-ristikoiden kannatuspalkki

RAK Statiikka 4 op

TERÄSRISTIKON SUUNNITTELU

ARK-A.3000 Rakennetekniikka (4op) Rakenteiden mekaniikka VI. Prof. (ma) Hannu Hirsi.

TEHTÄVIEN RATKAISUT. b) 105-kiloisella puolustajalla on yhtä suuri liikemäärä, jos nopeus on kgm 712 p m 105 kg

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

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet

Esimerkkilaskelma. NR-ristikon yläpaarteen tuenta

RIL263 KAIVANTO-OHJE TUETUN KAIVANNON MITOITUS PETRI TYYNELÄ/RAMBOLL FINLAND OY

origo III neljännes D

KANSALLINEN LIITE STANDARDIIN

SUORAN PALKIN RASITUKSET

RAK Statiikka 4 op

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

AUTON LIIKETEHTÄVIÄ: KESKIKIIHTYVYYS ak JA HETKELLINEN KIIHTYVYYS a(t) (tangenttitulkinta) sekä matka fysikaalisena pinta-alana (t,

WQ-palkkijärjestelmä

ESIMERKKI 5: Päätyseinän palkki

PUHDAS, SUORA TAIVUTUS

Rautatiesilta LIITE 3 1/7

5-2. a) Valitaan suunta alas positiiviseksi. 55 N / 6,5 N 8,7 m/s = =

Laskuharjoitus 3 Ratkaisut

Vanhoja koetehtäviä. Analyyttinen geometria 2016

Luento 8: Epälineaarinen optimointi

PALKIN KIMMOVIIVA M EI. Kaarevuudelle saatiin aiemmin. Matematiikassa esitetään kaarevuudelle v. 1 v

Betonieurokoodit ja niiden kansalliset liitteet Betonivalmisosarakentamisen uudet suunnittelu- ja toteutusohjeet

Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus standardin SFS-EN 1993 ja kansallisten liitteiden mukaan,

Betonilattiat 2014 by 45 / BLY 7

Finnwood 2.3 SR1 ( ) FarmiMalli Oy Urpo Manninen. Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood Varasto, Ovipalkki 3,

Kuormitukset: Puuseinärungot ja järjestelmät:

Rak BETONIRAKENTEIDEN HARJOITUSTYÖ II syksy op.

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme

ESIMERKKI 3: Märkätilan välipohjapalkki

Katso lasiseinän rungon päämitat kuvista 01 ja Jäykistys ja staattinen tasapaino

Tukilaitteet

MUODONMUUTOKSET. Lähtöotaksumat:

ESIMERKKI 2: Asuinhuoneen välipohjapalkki

Copyright 2010 Metsäliitto Osuuskunta, Puutuoteteollisuus. Finnwood 2.3 ( ) FarmiMalli Oy. Katoksen rakentaminen, Katoksen 1.

Copyright 2010 Metsäliitto Osuuskunta, Puutuoteteollisuus. Finnwood 2.3 ( ) FarmiMalli Oy. Katoksen takaseinän palkki. Urpo Manninen 12.7.

MAKSIMIKÄYTTÖASTE YLITTYI

Mitoitetaan MäkeläAlu Oy:n materiaalivaraston kaksiaukkoinen hyllypalkki.

Finnwood 2.3 SR1 ( ) FarmiMalli Oy Urpo Manninen. Copyright 2012 Metsäliitto Osuuskunta, Metsä Wood Ikkunapalkki 2,9 m 20.6.

Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus standardin SFS-EN 1993 ja kansallisten liitteiden mukaan,

KJR-C2001 KIINTEÄN AINEEN MEKANIIKAN PERUSTEET, KEVÄT 2018

Puurakenteet. Tomi Toratti

Teräsrakenteiden suunnittelu ja mitoitus standardin SFS-EN 1993 ja kansallisten liitteiden mukaan,

Voima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori!

8. Yhdistetyt rasitukset

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

KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka

HARJOITUS 4 1. (E 5.29):

Voimat mekanismeissa. Kari Tammi, Tommi Lintilä (Janne Ojalan kalvoista)

SILTOJEN KUORMAT JA KUORMITUSYHDISTELMÄT

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

RATKAISUT: 19. Magneettikenttä

MAANVARAINEN PERUSTUS

Ilmastosta johtuvien kuormien ominaisarvon likimääräinen riippuvuus suunnitellusta käyttöiästä

Pienahitsien materiaalikerroin w

YEISTÄ KOKONAISUUS. 1 Rakennemalli. 1.1 Rungon päämitat

MYNTINSYRJÄN JALKAPALLOHALLI

Transkriptio:

ARK-A.3000 Rakennetekniikka (4op) Rakenteiden mekaniikka III A P 1 B P2 C P 3 D L L 1 L P 1 Q 1 Q 2 P 3 P2 A B C D Prof. (ma) Hannu Hirsi.

Objectives in lecture 2 of mechanics : A thorough understanding of how to draw and use a freebody diagram is absolutely essential when solving problems in mecanics - P. Schavione & al. Loads. Modelling and free-body diagrams (VKK). Cantilevers. Beams. Moments and their combinations. Modelling of structures continues!

Määritelmiä : Kuorma : Rakenteeseen vaikuttavien voimien yhdistelmä tai rakenteeseen syntyvä pakkosiirtymä-, pakkomuodonmuutos- tai kiihtyvyystila, jonka aiheuttaa esim. lämpötilan muutos, kosteuden vaihtelu, epätasainen painuma tai maanjäristys. Pysyvä kuorma : Vaikuttaa koko tarkastelujakson ajan, kuorman suuruus ei vaihtele ajan kuluessa. Muuttuva kuorma : Kuorman vaihtelee suuruudeltaan ajan kuluessa. Lyhytaikainen, keskipitkä, pitkäaikainen kuorma : Kuorman kestoa kuvaava lisämääre. Onnettomuuskuorma : Merkittävä nitoituskuorma, esiintyminen epätodennäköinen rakenteen elinkaaren aikana. Maanjäristyskuorma : Maanjäristyksessä maaperän liikkeistä rakenteeseen aiheutuva kuorma. Geotekninen kuorma : Maaperästä, maatäytöistä tai pohjavedestä rakennukseen aiheutuva kuorma.

Rakenteiden kuormat : Pistekuormat : hyötykuormat, tukikuormat Viivakuormat : väliseinät, laattojen tukikuormat Tasainen kuorma : hyötykuormat, luonnonkuormat Kuormien yhdistely: Kuormitustapauksia, jotka on tutkittava saattaa olla satoja.

Kuormituksien yksinkertaistaminen : Monta pistekuormaa kannattaa muuntaa tasaiseksi kuormaksi. Joskus kannattaa kaikki kuorma kerätä yhdeksi pistekuormaksi : virheet pieniä, laskentaa mahdollista yksinkertaistaa. Resultantti? Rakenteet tasaavat paljon kuormituksissa ja reunaehdoissa tehtyjä yksinkertaistuksia.

Esimerkki teollisuusrakennuksen kuormista : 1. Omapaino 2. Luonnonkuormat : 1. Lumikuormat 2. tuulikuormat 3. Hyötykuormat : 1. Lattian hyötykuormat. 2. Nosturikuorma (pysty- ja vaakasuuntaisia kuormia) 3. Koneiden käynnin aikaiset kuormat.

Rakenteen omapaino : Jos oma paino on mitoituksen kannalta edullinen, on käytettävä kuorman vaihtelualueen minimiarvoa : tilavuuspainossa ja mitoissa. Jos epäedullinen, maximiarvoa. Väliseinät voidaan laskea osaksi omapainoa. Käytä nimellismittoja.

Rakennuksen hyötykuormista : Rakennuksen käytöstä aiheutuvia kuormia : Henkilökuormia. Tungoskuormia. Varastokuormia. Liikennekuormia. Esitetään normeissa pinta- ja pistekuormina.

Onnettomuuskuormat : Törmäyskuormat : Auto, juna, lentokone (ydinvoimalat). Räjähdykset : Kaasu, polttoainevarastot, pölyräjähdykset. Poikkeukselliset luonnonilmiöt : Hirmumyrsky. Hyökyaalto, veden pinnan nousu. Voimakas maanjäristys. Tulipalo.

Tukivoimien analyyttinen laskenta : Staattisesti määrätyn rakenteen tukivoimat voidaan aina ratkaista tasapainoehdoista : F x = 0, F y = 0, M z = 0 Voit tehdä yhtälön myös B-tuen momenttiehdosta.

Ulokkeen tuki- ja leikkausvoimat sekä momentit : Jäykästi kiinnitetyn ulokkeen tuelle syntyy voimasta P momenttia leikkausvoiman lisäksi : Jos tuella ei olisi momenttia VKK alkaisi kiertyä. Leikkausvoima on tuella on voiman P suuruinen : Voima on vastakkaissuuntainen. VKK:een vaikuttavat voimat ovat tasapainossa : F x = 0 A x = 0 F y = 0 A y = P M z = 0 M A = P*L A M Q L Q(x) = Q M(x) = P * x P P x P y P*L Hyvä lähtökohta rakenteiden toiminnan ymmärtämiseksi

Jatkuu... Jos ulokkeeseen vaikuttaa useita voimia : a P A L M Q P y x Pistekuormille : Tasaiselle kuormalle : M = P x a + P x 2 x a + P x 3 x a + P x 4 x a + P x 5 x a + P x 6 x a M = 21 x a x P M( x ) = q x x 2 / 2 M = q x L 2 / 2 M = 18 x a x P Q = P +P +P +P +P +P Q = 6 x P Q = q x L Q = 6 x P

Graafinen ratkaisu ulokkeelle : L 1. Piirretään voimakuvio, piste O on etäisyys on mielivaltainen 2 3. Piirretään leikkausvoimakuvio. F1 = 2 = 2 = A (yhtä pitkiä) 1 2 1 u 2. Piirretään momenttikuvio. 1 II 1 (yhdensuuntaisia) H M x = F1 * X F1 : H = U : X (samanmuotoiset kolmiot) F1 * X = U * H 4. M x = U * H

Palkin momentit ja leikkausvoimat : A ¼ L P B Nivelellisesti tuetun palkin tuille syntyy voimasta P leikkausvoima : Tasapainon saavuttamiseksi on oltava voimassa : P Q M L x y F x = 0, F y = 0, M z = 0 A = 3/4 * P B = 3/4 * P Jos momenttiehto ei ole voimassa, eli rotaatio ei ole nolla, palkki alkaisi kiertyä. Jos voimaehto ei ole voimassa, eli translaatio ei ole nolla, palkki siirtyisi. Q = 3/4 * P Q = 1/4 * P Voiko X:n suuntainen voima aiheuttaa momenttia? M max = 3/4 * P * L / 4 = 3/16 * P * L

Graafinen ratkaisu palkille : 1 1. Piirretään voimakuvio, piste O on etäisyys on mielivaltainen s 4. Piirretään leikkausvoimapinta. 3. Piirretään sulkuviiva s. s II s H s 1 u 2. Piirretään momenttikuvio. 1 II 1 (Kuvio voidaan oikaista) 5. M x = U * H

Graafinen ratkaisu palkille usealla F:llä : Osaatko ratkaista itse edellisen perusteella?

jatkuu... Ulokepalkki on ulokkeen ja palkin yhdistelmä : Ulokkeen tukimomentti taivuttaa myös palkkia. A P 1 B P2 L L 1 P 1 M Q P y x A B Q: M:

jatkuu... Ulokepalkki on ulokkeen ja palkin yhdistelmä : Ulokkeen tukimomentti taivuttaa myös palkkia. A P 1 B P2 C P 3 D L L 1 L P 1 Q 1 Q 2 P 3 P2 A B C D Q: M: A B C D Jatkuva palkki, kehä... A B C D