22
Koje se pretpostavke uzimaju kod analize rešetkastih nosača? a. Rešetkama se nazivaju konstrukcije koje se sastoje od sustava štapnih trokuta (krute figure), kod kojih svaka dva susjedna trokuta imaju jednu zajedničku stranicu (štap); b. štapovi kod rešetkastih nosača su ravni i na krajevima su spojeni u čvorovima (zglobovi bez trenja); c. štapovi su opterećeni ili samo na vlak ili samo na tlak, d. vanjske sile djeluju samo u čvorovima rešetke; e. rešetkasti je nosač upotrebljiv kao nosač samo ako je geometrijski nepromjenjiv, tj. kao cjelina mora djelovati kao kruta ploča. Kada je rešetkasti nosač statički neodređen i kako se to provjerava? Najmanji broj štapova od kojih se može sastaviti ravnu krutu rešetku određen je formulom: gdje je s jednak broju štapova, n odgovara broju čvorova rešetke, dok je broj 3 u ravninskom primjeru broj komponenti reakcija veza. Broj je 2 u ovoj formuli broj jednadžbi koji se može postaviti za svaki čvor (konkurentni skup sila!). U tom je primjeru rešetkasti nosač statički određen. ( slika ) Za: zadatak je statički neodređen, ( slika ) dok je u primjeru: rešetka labilna (mehanizam). ( slika ) 1

Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci) - SFSB

Citation preview

Page 1: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Koje se pretpostavke uzimaju kod analize rešetkastih nosača?a. Rešetkama se nazivaju konstrukcije koje se sastoje od sustava štapnih

trokuta (krute figure), kod kojih svaka dva susjedna trokuta imaju jednu zajedničku stranicu (štap);

b. štapovi kod rešetkastih nosača su ravni i na krajevima su spojeni u čvorovima (zglobovi bez trenja);

c. štapovi su opterećeni ili samo na vlak ili samo na tlak, d. vanjske sile djeluju samo u čvorovima rešetke; e. rešetkasti je nosač upotrebljiv kao nosač samo ako je geometrijski

nepromjenjiv, tj. kao cjelina mora djelovati kao kruta ploča.

Kada je rešetkasti nosač statički neodređen i kako se to provjerava?

Najmanji broj štapova od kojih se može sastaviti ravnu krutu rešetku određen je formulom:

gdje je s jednak broju štapova,n odgovara broju čvorova rešetke, dok je broj 3 u ravninskom primjeru broj komponenti reakcija veza. Broj je 2 u ovoj formuli broj jednadžbi koji se može postaviti za svaki čvor (konkurentni skup sila!).U tom je primjeru rešetkasti nosač statički određen. ( slika )

Za: zadatak je statički neodređen, ( slika )

dok je u primjeru:

rešetka labilna (mehanizam). ( slika )

1

Page 2: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Kako se analitički određuju sile u štapovima rešetke?

Analitički se reakcije u osloncima određuju pomoću jednadžbi uvjeta ravnoteže ravninskog skupa sila.

Nosač se promatra u tom slučaju kao jedna kruta ploča, oslobođena veza s okolinom.

Zadanim se silama dodaju pretpostavljene sile veza i u općem slučaju postave tri jednadžbe:

.

Što je to metoda čvorova?

Određivanje sila u štapovima temelji se na uvjetu da sve sile, vanjske i unutrašnje, koje djeluju u jednom čvoru moraju biti u ravnoteži.

Ovdje se radi o konkurentnom skupu sila u ravnini. U svakom se čvoru štapovi "zamijene" silama (obično se pretpostve vlačne sile).

Uvjeti ravnoteže postavljaju se za svaki čvor izdvojeno u obliku:

ANALITIČKI:

GRAFIČKI: u planu položaja vanjske sile u svakom čvoru i sile u štapovima toga čvora sijeku se u jednoj točki (tome čvoru), a u planu sila je zatvoren poligon sila.

Kod rješavanje se UVIJEK polazi od onoga čvora u kojem su najviše DVIJE nepoznate sile, bilo da se radi o anlitičkom ili grafičkom rješenju.

Kako se primjenjuje metoda presjeka po Culmannu?

Za određivanje sila u pojedinim štapovima rešetkastog nosača, koristi se metoda presjeka.

Pri tome se ne smije “presjeći” više od tri štapa, jer se metodom presjeka može odjednom odrediti samo tri nepoznate sile.

Culmannova se metoda presjeka zasniva na ravnoteži jedne poznate sile i tri sile kojih su SAMO pravci djelovanja poznati (zamišljeni presjeci štapova).

Postupak: zamišljeno je da se rešetku presječe kroz štapove kojih sile treba odrediti te se promatra ravnoteža lijevog ili desnog dijela. (slika)

2

Page 3: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Svaki od ovih dijelova će biti u ravnoteži pod djelovanjem vanjskih sila i nepoznatih unutrašnjih sila u presječenim štapovima, koje zamjenjuju djelovanje odsječenog dijela rešetke.

Točan će smjer sila u štapovima biti određen zatvorenim poligonom sila.

Kako se primjenjuje metoda presjeka po Ritteru?

Ova se metoda presjeka primjenjuje kada treba odrediti sile u pojedinim štapovima rešetkastog nosača.

Ne smije se “presjeći” više od tri štapa, jer se i kod ove metode presjeka može odrediti samo tri nepoznate sile.

Ako je promatrani dio rešetke u ravnoteži, onda mora suma momenata svih sila koje na taj dio djeluju, s obzirom na bilo koju točku promatranog dijela rešetke, biti jednaka nuli.

Za momentne polove biraju se tri sjecišta pravaca presječenih štapova.

Na taj se način određuju tri jednadžbe, od kojih svaka sadrži samo jednu nepoznanicu, a odatle se izračunavaju tražene sile u štapovima presjeka rešetke.

Što je to ravni puni nosač i koje su pretpostavke sa stajališta geometrije?

Pod pojmom ravni puni nosač podrazumijeva se sljedeće:

ravni: uzdužna linija (najčešće pravac) koja povezuje sva težišta poprečnih presjeka nosača leži u jednoj ravnini, a okomita je na sve poprečene presjeke;

puni: nema diskontinuiteta (prekida) između dva susjedna poprečna presjeka nosača. Ovime se razlikuju od rešetkastih nosača kod kojih globalna uzdužna os nosača (npr. os između oslonca A i B) ne povezuje zamišljene poprečne presjeke štapova od kojih je nosač sastavljen;

nosač: naziva se još i greda, pri čemu je sa stajališta geometrije duljina uzdužne osi znatno veća nego bilo koja poprečna dimenzija (poprečnog presjeka);

Koje vrste opterećenja primjenjujemo kod nosača?

Kod analize unutrašnjih sila kod nosača svrsishodno je sistematizirati opterećenje na sljedeće tri vida:

koncentrirana sila: sila s hvatištem u točno određenoj točki nosača (slika);

kontinuirano opterećenje: koji se u nekim primjerima naziva se još i rasuti teret. Jednoliko ili nejednoliko rapoređeno opretećenje uzduž osi nosača. Jedninica mjere je sila/duljini (npr. kN/m) (slika);

3

Page 4: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

koncentrirani moment: to je spreg sila (slika)

koji se radi jednostavnosti prikazivanja označava simbolički (slika).

Ovakvo opterećenje nastaje npr. kod redukcije sila na vratilu opterećenog zučanika s kosim zubima.

Zašto i kada se smije sila pomicati po svom pravcu djelovanja?

Samo kada se izračunavaju rekacije veza nosača, ali nikada kada se analiziraju unutrašnje sile u nosaču.

U ovom se primjeru neće promijeniti iznosi reakcija veza! (slika),

ali će se slika unutrašnjih uzdužnih sila posve promijeniti! (slika)

4

Page 5: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Koje su unutrašnje sile kod nosača?

Neka se zamisli jednostavno nosač na dva oslonca i opterećen jednom silom. (

Nosač se oslobodi veza i pomoću teorema o ravnoteži tri neparalelne sile, odrede se reakcija veza u osloncima. (slika)

Neka se zamisli presjek nosača na udaljenosti x .

Neka se analizira npr. lijevi dio "presječenog" nosača. Za ovaj poprečni presjek kaže se da je pozitivan jer je njegova normala (poluos koja "izlazi" iz presjeka) upravljena u pozitivnom smjeru osi x. Kako uvjeti ravnoteže moraju biti ispunjeni, to je nužno djelovanje neke sile R koja mora uravnotežiti vanjske djelatne sile na nosač. Sila se R može odrediti kao i ranije.

Neka se izvrši redukcija (izmještanje) sile R u točku težišta poprečnog presjeka nosača. Ovo je jedino moguće ako se doda i moment M. Radi podsjećanja može pogledati tema "redukcija sile". (slika)

Sile se R može rastaviti u dvije komponente u smjeru pozitivnih osi koordinatnog sustava, a moment oko osu y u pozitivnom smjeru te osi. (slika)

5

Page 6: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

ili samo N je ovdje uzdužna unutrašnja sila upravljena u smjeru osi x.

je ovdje poprečna sila upravljena u smjeru osi z.

je ovdje moment savijanja oko osi y.

Ovaj se princip može proširiti i na prostorne nosače. Tada se pojavljuju poprečene sile u smjerovima osi z i y, dok se moment savijanja javlja još i oko osi z. Moment se oko osi x tada naziva moment uvijanja ili torzije.

Po kom se principu određuju veličine i smjerovi unutrašnjih sila?

Kod određivanja unutrašnjih sila, te momenata savijanja u poprečnom presjeku x nosača primjenjuje se pravilo reza.

Kako oba dijela nosača razdvojena zamišljenim rezom , odnosno , moraju biti u ravnoteži, to na mjestu reza moraju djelovati unutrašnje sile. (slika)

Promatra li se npr. površina reza čija se normala podudara sa smjerom osi x (pozitivni presjek) (slika),

6

Page 7: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

tada vrijede jednadžbe ravnoteže za sve vanjske sile na dijelu nosača lijevo od presjeka i za sve unutrašnje sile na mjestu reza:

,

, te momentna jednadžba oko osi y za točku P na mjestu reza:

.

Ponekad je jednostavnije analizirati dio nosača od reza do kraja nosača, dakle desni dio nosača, (slika)

Jednadžbe ravnoteže su analogne gornjima, a pozitivni su predznaci unutrašnjih sila na negativnom presjeku upravo protivni smjerovima osi.

,

,

Kakva su fizikalna objašnjenja predznaka unutrašnjih sila?

Uzdužna sila je pozitivna kada je nosač u smjeru osi x opterećen na vlak. (slika).

Poprečna sila je pozitivna kako je definirano slikom. (slika)

7

Page 8: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Moment savijanja je pozitivan kada se uzdužna os x "želi" savijati konkavno. (slika)

U kojoj su međusobnoj ovisnosti unutrašnje sile?

Ova se međusobna ovisnost može pokazati na ravnoteži dijela nosača. (slika).

Postave se jednadžbe ravnoteže:

, , . (U ovom primjeru nema vanjskih sila u x smjeru!)

, , slijedi ovisnost: .

8

Page 9: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

, , uz zanemarivanje diferencijala

drugog reda, slijedi ovisnost: .

Koje je geometrijsko značenje derivacije funkcije poprečne sile po apscisi?

Ovisnost: predstavlja nagib tangente na krivulju (graf funkcije) (x) . Na slici su pokazana tri karateristična mjesta.

Na mjestu vrijedi ;

na mjestu vrijedi ;

na mjestu vrijedi .

Iz slike je vidljivo da je:

te će i kutovi nagiba tengenti na krivulju (graf funkcije) (x) prema osi x biti

.

Koje je geometrijsko značenje derivacije funkcije momenta savijanja po apscisi?

Ovisnost: , predstavlja nagib tangente na krivulju (graf funkcije) (x). Na slici su pokazana tri karateristična mjesta.

9

Page 10: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Na mjestu vrijedi ;

na mjestu vrijedi ;

na mjestu vrijedi .

Iz slike je vidljivo da su iznosi poprečnih sila

te će i kutovi nagiba tengenti na krivulju (graf funkcije) (x) prema osi x biti

.

Kako se uočava djelovanje koncentrirane sile u Qz- dijagramu?

U dijagramu (x) djelovanje se koncentrirane sile uočava kao skok za veličinu iznosa sile F.

U dijagramu (x) djelovanje se koncentrirane sile uočava kao lom.

Na slici je pokazano djelovanje koncentrirane sile na dijelu nosača gdje NE djeluje

kontinuirano opterećnje pri čemu je iznos sile takav da uzrokuje u dijagramu (x) promjenu predznaka poprečne sile. Ovo je uzrokom pojave ekstrema u

dijagramu (x).

Na slici je pokazano djelovanje koncentrirane sile na dijelu nosača gdje NE djeluje kontinuirano opterećnje pri čemu je iznos sile takav da NE uzrokuje u dijagramu

(x) promjenu predznaka poprečne sile.

10

Page 11: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Na slici je pokazano djelovanje koncentrirane sile na dijelu nosača gdje djeluje

kontinuirano opterećnje pri čemu je iznos sile takav da uzrokuje u dijagramu (x) promjenu predznaka poprečne sile. Ovo uzrokom pojave ekstrema u dijagramu

(x).

Kako se uočava djelovanje kontinuiranog opterećenja u Qz- dijagramu?

U dijagramu (x) djelovanje se kontinuiranog opterećenja uočava kao silazni

(ili uzlazni) pravac s nagibom određenim derivacijom

Na slici je pokazano djelovanje kontinuiranog opterećenja na konzolnom nosaču. Na slobodnom kraju nosača, točka B, nema npr. koncentrirane sile te stoga ne može

biti niti skoka u dijagramu (x) te ovdje pravac promjene poprečne sile silazi u ništicu!

Na slici je pokazano djelovanje kontinuiranog opterećenja na nosaču na dva oslonca. Na slobodnim krajevima nosača, točke A i B, djeluju koncentrirane sile

(reakcije veza) te stoga je skok u tim točkama u dijagramu (x).

Na slikama je pokazano djelovanje kontinuiranog opterećenja koje se mijenja

kontinuirano između q i ništice. Ovo ima za posljedicu u dijagramu (x) parabolu 2. reda (obično konveksnu) s tjemenom (eksremom) na mjestu gdje je q(x) ništica

jer je tu i derivacija jednaka ništici!

11

Page 12: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Kako se uočava mjesto prestanka djelovanja kontinuiranog opterećenja u Qz- dijagramu?

U dijagramu (x) učinak se prestanka ili početka djelovanja kontinuiranog opterećenja uočava kao lom pravca . Pri ovome se na dijelu nosača bez

kontinuiranog opterećenja u dijagramu (x) to prikazuje pravcem paralelnim s osi x, dok se na dijelu gdje djeluje kontinuirano opterećenje to uočava pravcem s

nagibom određenim derivacijom (slika).

Kako se uočava djelovanje koncentrirane sile u My- dijagramu?

U dijagramu (x) djelovanje se koncentrirane sile uočava kao lom.

Na slici je pokazano djelovanje koncentrirane sile na dijelu nosača gdje NE djeluje

kontinuirano opterećnje pri čemu je iznos sile takav da uzrokuje u dijagramu (x) promjenu predznaka poprečne sile. Ovo je uzrokom pojave pojave loma ali i

ekstrema u dijagramu (x).

Na slici je pokazano djelovanje koncentrirane sile na dijelu nosača gdje NE djeluje kontinuirano opterećnje pri čemu je iznos sile takav da NE uzrokuje u dijagramu

12

Page 13: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

(x) promjenu predznaka poprečne sile. Ovo je uzrokom pojave loma u

dijagramu (x).

Na slici je pokazano djelovanje koncentrirane sile na dijelu nosača gdje djeluje

kontinuirano opterećnje pri čemu je iznos sile takav da uzrokuje u dijagramu (x) promjenu predznaka poprečne sile. Ovo je uzrokom pojave loma krivulje i

pojave ekstrema u dijagramu (x).

Kako se uočava djelovanje kontinuiranog opterećenja u My- dijagramu?

U dijagramu (x) djelovanje se kontinuiranog opterećenja uočava kao parabola 2. reda.

Na slici je pokazano djelovanje kontinuiranog opterećenja konstantnog iznosa na konzolnom nosaču. Na slobodnom kraju nosača, točka B, nema npr.

koncentrirane sile te stoga ne može biti niti skoka u dijagramu (x) te ovdje pravac promjene poprečne sile silazi u ništicu!

Ovo ima za posljedicu u dijagramu (x) parabolu 2. stupnja (obično konveksnu)

s tjemenom (eksremom) na mjestu gdje je (x) ništica jer je tu i derivacija

jednaka ništici!

Na slici je pokazano djelovanje kontinuiranog opterećenja konstantnog iznosa na nosaču na dva oslonca. Na slobodnim krajevima nosača, točke A i B, djeluju

koncentrirane sile (reakcije veza) te stoga je skok u tim točkama u dijagramu (x). Ovdje pravac promjene poprečne sile prolazi kroz ništicu u nekoj točki (radi

simetrije opterećenja na polovici nosača)! Ovo ima za posljedicu u dijagramu (x) parabolu 2. stupnja (obično konveksnu) s tjemenom (eksremom) točno u sredini

gdje je (x) ništica jer je tu i derivacija jednaka ništici!

13

Page 14: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Na slikama je pokazano djelovanje kontinuiranog opterećenja koje se mijenja

kontinuirano između q i ništice. Ovo ima za posljedicu u dijagramu (x) parabolu 2. stupnja (obično konveksnu) s tjemenom (eksremom) na mjestu gdje je q(x)

ništica jer je tu i derivacija jednaka ništici! Ovakva promjena poprečene

sile ima za posljedicu u dijagramu (x) parabolu 3. stupnja.

Kako se uočava djelovanje koncentriranog momenta u My- dijagramu?

U dijagramu (x) djelovanje se koncentriranog momenta uočava kao skok.

Na slici je pokazano djelovanje koncentriranog momenta na dijelu nosača gdje NE djeluje kontinuirano opterećnje, ali djeluje sila F.

Pri ovome je iznos sile takav da uzrokuje u dijagramu (x) promjenu predznaka poprečne sile.

Ovo je uzrokom pojave loma ali i ekstrema u dijagramu (x).

U dijagramu (x) se djelovanje koncentriranog momenta očituje pojavom skoka

za iznos koncentriranog momemta .

Za prikazani smjer koncentriranog momenta skok će u dijagramu (x) biti prema dolje, a pri tome može doći i do promjene predznaka u ovom dijegramu.

Kako je u dijagramu (x) iznos poprečne sile isti i prije i poslije mjesta gdje djeluje

koncentrirani moment, to će i nagib u dijagramu (x) biti isti. Ovo je u slici označeno znakovima paralelnosti.

Na slici je pokazano djelovanje koncentrirane sile na dijelu nosača gdje djeluje

kontinuirano opterećnje pri čemu je iznos sile takav da uzrokuje u dijagramu (x) promjenu predznaka poprečne sile.

Ovo je uzrokom pojave ekstema u dijagramu (x).

14

Page 15: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

U dijagramu (x) se djelovanje koncentriranog momenta očituje pojavom skoka

za iznos koncentriranog momemta .

Za prikazani smjer koncentriranog momenta skok će u dijagramu (x) biti prema dolje, a pri tome može doći i do promjene predznaka u ovom dijegramu.

Kako je u dijagramu (x) iznos poprečne sile praktično isti neposredno i prije i

poslije mjesta gdje djeluje koncentrirani moment, to će i nagib tangente

na graf funkcije momenta u dijagramu (x) biti isti. Ovo je u slici označeno znakovima paralelnosti tangenti.

Kako se određuje smjer skoka zbog koncentriranog momenta u My- dijagramu?

U dijagramu (x) se smjer skoka zbog djelovanje se koncentriranog momenta može odrediti analizirajući moguću elastičnu liniju nosača. Ovo znači da se uzima da je nosač savitljiv (Nauka o čvrstoći!) i da bi se mogao zbog djelujućeg koncentriranog momenta savijati kao na slici označeno zelenom točkastom linijom. Lijevo od mjesta koncentriranog momenta je konkavni oblik elastične linije, a desno je konveksni. Ovo kvalitativno navodi na zaključak da je (bez obzira na stvarne iznose) moment savijanja desno od mjesta koncentriranog momenta negativniji (algebarski manji!) nego lijevo od toga mjesta.Za suprotan smjer koncentriranog momenta vrijedi obratno.

Egzaktni način određivanja iznosa momenta

15

Page 16: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Na što ukazuje mjesto promjene predznaka funkcije poprečne sile u Qz- dijagramu?

Ovisnost: , predstavlja nagib tangente na krivulju (graf funkcije) (x) .

Na slici uočava se mjesto točke M gdje funkcija (x) mijenja predznak. Dakle, u

točki M funkcija (x) = 0 pa će nagib tangente na krivulju (graf funkcije)

.Ovo predstavlja uvjet ekstrema funkcije (x) (derivacija funkcije izjednačena s nulom).

Što su to složeni (sastavljeni) ili Gerberovi nosači?

To su u pravilu zglobno povezani ravni puni nosači oslonjeni na jednom nepomičnom i više pomičnih oslonaca. Broj zglobova je jednak broju prekobrojnih oslonaca (broju statičke neodređenosti). Raspored zglobova i oslonaca mora biti takav da niti jedan odsječak između dva susjedna zgloba ne bude statički neodređen.

16

Page 17: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Koje su metode određivanje reakcije u osloncima Gerberovih nosača?

Kod složenih (Gerberovih) nosača, tj. nosača sa zglobovima reakcije u osloncima određuju se iz uvjeta ravnoteže, jednako kao kod statički određenih ravnih nosača te iz dopunskih uvjeta da je u svakom zglobu moment savijanja jednaki nuli, jer se u zglobu ne može prenositi moment već samo poprečna i uzdužna sila.

Kod rješavanja zadataka pri određivanju reakcija veza u osloncima Gerberovog nosača moguća su dva pristupa:

a) postavljaju se potrebne jednadžbe ravnoteže za čitav nosač, npr.

,te dopunske jednadžbe za ravnotežu dijela nosača lijevo ili desno od Gerberovih zglobova:

.

b) Gerberov nosač se rastavlja u zglobovima (slika) na statički određene ravne nosače te se za svaki ravni nosač postavljaju potrebne jednadžbe ravnoteže,

I) za nosač ABG: , , ,

II) za nosač GCH: , , ,

III) za nosač HDE: , , .

Koliko je dopušteno Gerberovih zglobova u nekom nosaču?

Broj Gerberovih zglobova mora biti jednak broju prekobrojnih reakcija u osloncima nosača, a raspoređeni su tako da svi dijelovi nosača budu statički određeni ravni nosači.

Što su to puni zakrivljeni nosači?

To su nosači čija je uzdužna os (linija koa spaja sva težišta poprečnih presjeka) može imati i oblik krivulje. Optrećenje takvih nosača može biti slično definirano kao i kod ravnih punih nosača. Obično se uzima da kontinuirano opterećenje djeluje OKOMITO na uzdužnu os nosača (slika).

17

Page 18: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Kako se određuju unutrašnje sile u punim zakrivljenim nosačima?

Međuovisnosti su između unutrašnjih sila i opterećenja kod zakrivljenih štapova opterećenih na savijanje (ravninski zakrivljeni nosači), (slika), u diferencijalnom obliku za element nosača na slici:

.

Uzdužna sila u presjeku zakrivljenog nosača određenog kutom ima smjer

tangente, a poprečna sila ima smjer prema središtu zakrivljenosti. Predznaci se unutrašnjih sila i momenta savijanja određuju kao ranije kod ravnih dijelova nosača.

Dijagrami unutrašnjih sila i te momenta savijanja crtaju se duž konture zakrivljenog nosača, koja je nulta linija dijagrama, a vrijednosti se u mjerilu nanose u smjeru normale na konturu, tj. prema središtu zakrivljenosti nosača.

Što su to okvirni nosači?

Okvirni nosači su sastavljeni od ravnih ili zakrivljenih štapova (nosača) koji su međusobno spojeni krutim vezama. Jednadžbe su ravnoteže statički određenog okvirnog nosača za nosač u cjelini, u globalnom koordinatnom sustavu (H-V), (slika):

,

gdje su: H - horizontalni, a V - vertikalni smjerovi sila.

18

Page 19: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Kako se određuju unutrašnje sile u okvirnim nosačima?

Ovisnosti između momenata savijanja, poprečnih sila i opterećenja za ravne dijelove okvirnog nosača su iste kao i kod ravnih nosača, dok se lokalni koordinatni sustav (xOz) postavlja duž konture za svaki dio nosača, s počet-kom u krajnjoj lijevoj točki nosača:

.Dijagrami uzdužnih sila N(x), poprečnih sila Qz(x) i momenta savijanja My(x) crtaju se u mjerilu duž skice konture nosača, koja je ujedno os x i nulta linija u tim dijagramima. Kod crtanja N- i My - dijagrama često se odstupa od ranijeg dogovora o predznacima te se oni crtaju duž konture tako da je skica što preglednija. Predznaci se određuju isto kao i kod ravnih nosača:• uzdužna sila je pozitivna, ako uzrokuje rastezanje štapa (vlak),• poprečna sila je pozitivna, ako na lijevom presjeku djeluje prema unutra, a na desnom presjeku prema van, a vanjske sile se crtaju u smjeru njihovog djelovanja,• moment savijanja je pozitivan, ako na unutrašnjoj strani nosača uzrokuje rastezanje.

Što su to trozglobni ili okvirni sastavljeni nosači?

Okvirni sastavljeni nosači su pravilu okvirni nosači na DVA ILI VIŠE NEPOMIČNIH oslonaca što može uzrokovati STATIČKU NEODREĐENOST. Kod statički neodređenih okvirnih nosača koji imaju više nepoznatih reakcija veza u osloncima nego se može postaviti nezavisnih jednadžbi ravnoteže, postavlja se onoliko Gerberovih zglobova koliko je prekobrojnih reakcija.U primjeru kada se radi o DVA NEPOMIČNA oslonca (zgloba!) i jednim Gerberovim zglobom tada se takvi nosači nazivaju TROZGLOBNI. (slika

19

Page 20: Mehanika Kviz 3 i 4 (Nosaci)

Kako se određuju rekcije u osloncima i unutrašnje sile trozglobnih nosača?

Jednadžbe ravnoteže okvirnog Gerberovog nosača (trozglobni nosač) mogu se postaviti, kao i kod ravnog Gerberovog nosača, na dva načina kako je to pokazano na slici:

a) tri nezavisne jednadžbe ravnoteže za okvirni nosač u cjelini i dodatna jednadžba momenata za Gerberov zglob:

.

b) okvirni se nosač rastavlja na svoje sastavne statički određene dijelove, dodaju se komponente reakcija veza u osloncima te horizontalna i vertikalna komponenta sile u Gerberovom zglobu (slika). Zatim se za svaki dio okvirnog nosača postavljaju tri jednadžbe ravnoteže, što daje ukupno šest jednadžbi sa šest nepoznanica:

za dio nosača AC:

,

te za dio nosača CB:

.

Što su to prostorni okvirni nosači?

Kod statički određenih prostornih nosača reakcija veza u osloncima određuje se iz

uvjeta ravnoteže za prostorni skup sila, u globalnom koordinatnom sustavu :

U općem primjeru, u poprečnom presjeku dijela prostornog nosača, javljaju se tri

unutrašnje sile, u lokalnom koordinatnom sustavu :

uzdužna sila Ni u smjeru osi xi nosača i poprečne sile i u smjeru osi yi i zi poprečnog presjeka dijela nosača, te tri unutrašnja momenta: moment uvijanja

oko uzdužne osi xi i momenti savijanja i oko koordinatnih osi yi i zi poprečnog presjeka promatranog dijela nosača .

20