Fri søjlelængder for rammekonstruktioner.



Relaterede dokumenter
Hjemmeopgavesæt

Kursusgang 5 Afledte funktioner og differentialer Repetition

Matematik Kursusopgave Kran Lastning Kran Lastning. Lavet af Morten Kvist & Benjamin Jensen Htx 3.2 Side 1 af 8

Maksimal udbøjning. Anvendelsesgrænsetilstand. Udbøjning. Lodret udbøjning: Acceptabel værdi (eurocode 3, s. 56, afsnit 7.2):

Opgave 1 ( Toppunktsformlen )

afdeling. Opgaver FEM opgave med gitterkonstruktion Side 8 FEM opgave med bjælke,differentialligning og FEM. Side 14

Test grafisk afledede Højere partielle afledede Differentiationsordenen er ligegyldig Partielle differentialligninger Test Laplaces ligning

Preben Holm - Copyright 2002

Den svingende streng

Stabilitet af rammer - Deformationsmetoden

Pendulbevægelse. Måling af svingningstid: Jacob Nielsen 1

Matematik - September 2001 Afleveret d. 27/4-2006

Konstruktion IIIb, gang 11 (Dimensionering af bjælker)

Om hvordan Google ordner websider

Bygningskonstruktion og Arkitektur, 5 (Dimensionering af bjælker)

2. ordens differentialligninger. Svingninger.

Koblede svingninger. Thomas Dan Nielsen Troels Færgen-Bakmar Mads Sørensen juni 2005

Manual til TI-89. Af: Martin Kyhl og Andreas Kristansen. Med denne i hånden til eksamen burde de fleste opgaver kunne løses på få minutter.

Forslag til løsning af Opgaver til ligningsløsning (side172)

Sorteringsmaskinen. Hej med dig!

Lodret belastet muret væg efter EC6

VIA læreruddannelsen Silkeborg. WordMat kompendium

Ligninger med reelle løsninger

Formelsamling Matematik på højniveau version 2.0 af Daniel Thaagaard Andreasen & Kristian Jerlsev Aarhus Universitet Institut for Fysik og Astronomi

Notat om håndtering af aktualitet i matrikulære sager

_af_folkeskolens_proever.pdf

9.1 Egenværdier og egenvektorer

Den bedste dåse, en optimeringsopgave

iha.dk Finite Element Method Stænger, GitreBjælker, Rammer og Søjler. Ai = Ay K u = U Bjælkens differentialligning Arbejdsligningen FEM formulering

2x MA skr. årsprøve

Grafregner-projekt om differentiation.

EN GL NA:2010

Afstandsformlerne i Rummet

Alf og Alfabetet. - lær bogstaver, ord og begreber. Vejledning

Temaopgave: Parameterkurver Form: 6 timer med vejledning Januar 2010

Funktionalligninger - løsningsstrategier og opgaver

Afstand fra et punkt til en linje

Katalogets formål er, at fungere som et værktøj i arbejdet med at optimere og udvikle rum og rumoplevelser. Mie Dinesen

Eksamensspørgsmål Mat C maj-juni E. TWE

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) AUGUST 2006 AARHUS UNIVERSITET

Matematik. på Åbent VUC. Trin 2 Xtra eksempler. Trigonometri, boksplot, potensfunktioner, to ligninger med to ubekendte

TIPS & TRICKS TIL EN GOD TUR

MONTERINGSVEJLEDNING

Arealer under grafer

Forslag til træningsøvelser U11 12

Mat. B (Sådan huskes fomlerne) Formler, som skal kunnes til prøven uden hjælpemidler

Grafteori, Kirsten Rosenkilde, september Grafteori

Service i rengøring. Service i rengøring. Daglig erhvervsrengøring

Om Jobkon til Samtalehåndbogen: Adgang til Jobkon

Variabel- sammenhænge

Den gode motoriske cirkel -som den står i bogen

8 SØJLE OG VÆGELEMENTER 1

DEN SEJE BÅLMAGER. Formål

Partikelbevægelser i magnetfelter

Betonkonstruktioner, 6 (Spændbetonkonstruktioner)

LinAlg Skriftlig prøve 20. januar 2009, 9 12 Vejledende besvarelse

Stål. Brandpåvirkning og bæreevnebestemmelse. Eksempler september 2015/LC

Betonsøjle. Laster: Materiale : Dimension : Bæreevne: VURDERING af dimension side 1. Normalkraft (Nd) i alt : Længde :

Oversigt [LA] 6, 7, 8

Hvis du har den i mappen i forvejen skal du ikke hente den en gang til. Nu skal baggrundsbilledet laves, så tryk på NY på ikonen foroven.

Statiske beregninger. Ryan Hald Tr ema Rådgivende Ingeniø rer Marøgelhøj 11, 8520 Lystrup Direkte tlf: Mail:

Formål Fremgangsmåde Trækteori generelt

DesignMat Uge 8 Integration og elementære funktioner

VEJLEDNING SPAMFILTERET. 1. Udgave, august 2015 Tilpasset FirstClass version 12.1, Dansk

LOKALPLAN NR Østergade 14, Lemvig Claudis Have LEMVIG. Lemvig KOMMUNE. Plan & Projekt. Skous Gade. Østerbrogade. Ågade. Østerbom.

Løsning af præmie- og ekstraopgave

Bogstavregning. Formler Reduktion Ligninger Bogstavregning Side 45

Miniprojekt 3: Fejlkorligerende køder Fejlkorrigerende koder

REGULARITET AF LØSNINGER M.M.

Projekt 4.8. Kerners henfald (Excel)

Finde invers funktion til en 2-gradsfunktion - ved parallelforskydning. John V Petersen

Rapport om kvalitetssikring af patientuddannelse Kommentarer fra Komiteen for Sundhedsoplysning

Løsningsforslag 7. januar 2011

Retsudvalget REU Alm.del endeligt svar på spørgsmål 104 Offentligt

Marius tanker. Af Hans Marius Kjærsgaard. - I et vektorfelt

Redskaber til bedre offentlig privat samarbejde Værdikæden afdækningsværktøj til udbudsprocessen

Ændring af arbejdsmiljøarbejdet

Lektion 5 Det bestemte integral

APV og trivsel APV og trivsel

TALTEORI Wilsons sætning og Euler-Fermats sætning.

DS/EN DK NA:2013

Samarbejde om arbejdsmiljø på midlertidige eller skiftende arbejdssteder på bygge- og anlægsområdet

Pinsedag Joh. 14,15-21; Jer. 31,31-34; Apg. 2,1-11 Salmer: 290, 300, ,292 (alterg.), 298

DesignMat Egenværdier og Egenvektorer

værktøjskasse Idéer og redskaber til en kommunal handicappolitik Det Centrale Handicapråd

PERSONALE- OG LEDELSESPOLITIKKEN SAT I SPIL

Matematik A Vejledende opgaver 5 timers prøven

Skattereform principper og effekter. Oplæg for Radikale d Jens Hauch, Kraka

Det er altså muligt at dele lige på to kvalitativt forskellige måder: Deling uden forståelse af helheden Deling med forståelse af helheden

Succesfuld start på dine processer. En e-bog om at åbne processer succesfuldt

Opg. 1. Cylinder. Opg. 1 spm. a løses i hånden. Cylinderens radius er 10 cm og keglen er 20 cm høj. Paraboloidens profil kan beskrives med ligningen

Lektion 6 Logaritmefunktioner

Advarsel til kommunerne Pas på det administrative underskud

Elektron- og lysdiffraktion

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 18

Vejledning og garanti facadeplader fra LAMIPRO

Matr.nr. 6-d m.f 1., Anmelder: Skt. Jørgens, Svendborg jorder. Svendborg kommunes tekniske forvaltning. Wc~ ~

Matematil projekt Bærbar

Motorik og sprog regler

Elementær Matematik. Ligninger og uligheder

Transkript:

Fri søjlelænger for rammekonstruktioner. maj 013, LC I litteratur som eksempelvist Teknisk Ståbi kan man fine e frie søjlelænger for en række stanarstilfæle. For søjler gæler Eulers søjleformel, som kan ulees u fra en ifferentialligning som vist senere i notatet. π EI y = L s π EI y = L s Den fri søjlelænge kan fines på flere forskellige måer: A) Afstanen mellem momentnulpunkter på en eformeree søjle. Dette er en tilnærmelse. B) Ve løsning af en 4. orens ifferentialligning. C) Ve opslag i iagrammer. D) Ve en Finite Element beregning. A A) For en søjle simpelt unerstøttet i begge ener vil søjlelængen blive lig me en fysiske længe. For en søjle inspænt i en enen ene og fri i en anen ene vil en frie søjlelænge blive gange en fysiske længe. I en ramme konstruktion, hvor bjælker og søjler er elastisk inspænte i hinanen, kan er forekomme frie søjlelænger, som er en el større en e gange en fysiske længe for søjlen vist ovenfor. En såan konstruktion siges at have bevægeligt knuepunktsfigur, på engelsk sway structure. Dette begreb ækker over, at knuepunkterne i konstruktionen ikke er fastholte men kan bevæge sig uner påvirkning mosat en unerstøtning. Dette vil typisk gæle for hjørner i rammekonstruktion. Fastsættelse af frie søjlelænger i isse konstruktioner uføres best me et FEM-program.

A B). Opstilling og løsning af ifferentialligningen. u = y Ubøjet søjle x N+N M+M V+V py px Oprinelig søjle Usnit af en søjle me vilkårlige unerstøtningsforhol. y M N V Loret projektion: N px ( N N) = 0 Vanret projektion: V py ( V V) = 0 Momentligevægt M M V Ny pxy py M = 0 Vi ser nu bort fra alle le, hvor er ingår et proukt af små størrelser som y. Tilbage er er så: Loret projektion: N px = 0 Vanret projektion: V py = 0 Momentligevægt M V Ny 0 = M V N y = 0 Vi ifferentierer me hensyn til x og infører resultaterne fra vanret og loret projektion: V M x N y = 0 M py ( un ) = 0 u inføres i steet for y M Ve brug af bjælkens ifferentialligning u = og me antagelsen om, at er ikke er nogen EI y 4 4 tværlast på søjlen, py=0, får man: uei 4 y ( un ) = 0 N u u 4 x EI = 0, Vi infører y k = N EI y 4 u uk = 0 Den generelle løsning til en såan 4. orens ifferentialligning er: 4 u = C1cos( kx) Csin( kx) C3x C4 Løsningen insættes i ifferentialligningen som kontrol på, at et er en mulig løsning: 4 ( C1cos( kx) Csin( kx) C3x C4) ( C1cos( kx) Csin( kx) C3x C4) k = 0 4 of 8

Til brug for insættelse af ranbetingelser fines 1.- og. afleee af ubøjningsfunktionen. u = C1cos( kx) Csin( kx) C3x C4 u' = kc1sin( kx) kc cos( kx) C3 u'' = C1k cos( kx) Ck sin( kx) u = u' og u = u'' Eksempel 1. Simpelt unerstøttet i begge ener. Længe er L. Der inføres nu ranbetingelser: 1) u = 0 for x = 0 C4 = -C1 ) u = 0 for x = L 0 = C1cos( kl) Csin( kl) 3) u'' = 0 for x = 0 C1 = 0 4) u'' = 0 for x = L C = Ck sin( kl) C3L C1 Denne ligning kan opfyles ve at sætte C = 0, hvilket ikke giver nogen mening. Derfor sættes sin( kl) = 0. Dette kan lae sig gøre, hvis k L= π. N π EI y L = π N =. EI y L π EI y Dette utryk skal være lig me Eulers søjlelformel: = L s I ette eksempel bliver en frie søjlelænge sålees blive lig en fysiske længe. Eksempel. Simpelt unerstøttet i en enen ene og fast inspænt i en anen ene Der inføres nu ranbetingelser: 1) u = 0 for x = 0 C4 = -C1 ) u = 0 for x = L 0 = C1cos( kl) Csin( kl) 3) u' = 0 for x = 0 C3 = - C k 4) u'' = 0 for x = L C1 = Ctan( kl) C3L C1 ) og 3) giver ): 0 = C1cos( kl) Csin( kl) CkL C1 ) og 4) giver 4): k L= tan( kl) Værien for kl fines, og ette utryk skal være lig me Eulers søjleformel: π EI y = L s Denne ligning løses ve grafisk at fine områet for en minste løsning og herefter fine en tilhørene nummeriske løsning. 3 of 8

kl 0.6π 0.61π π 6 Ligningen er opfylt når kl ligger mellem 4 og 5 4 kl tan( kl) 0 1 3 4 5 6 kl kl 4 Given tan( kl) = kl Fin( kl) 4.4934 kl 4.4934 k = k = kl = L ( kl ) EI y = EI y EI y EI y L π EI y π = L s = L = 0.7L kl L s Denne væri passer me værien fra litteraturen. A C) Diagrammer. 4 of 8

A D) Finite Element beregning Den nok beste måe at fine kritiske laster og søjlelænger på er via en FEM-beregning i et FEM-software. Den frie søjlelænge for en konstruktionsel afhænger af, hvilken last er påvirker konstruktionen. I princippet er er erfor ligeså mange frie søjlelænger for en konstruktionsel, som er er lastkombinationer. Af praktiske grune angives erfor en fast fri søjlelænge for hver konstruktionsel, som så anvenes i alle lastkombinationer. Dette stiller naturligvis store krav til fastlæggelsen af isse søjlelænger. Derfor er anvenelse af et FEM-software meget effektivt til ette formål, a man ret hurtigt kan analysere sig gennem flere lastsituationer. Der løses en ligning beståene af en eterminant for en matrix, er sættes lig 0. K I matricen ingår en stivhesmatice K, en lastfaktor λ og en størrlese, er heerlastgeometri matricen. 1 1 6 6 L L 36 EI Ќ 6 4L 6 L N 3L = L Ќ σ = 1 1 30L 6 6 36 L L 3L 6 L 6 4L 3L 4L 3L L 36 3L 36 3L 3L L 3L 4L λk σ = 0 I Ќ σ ingår en påførte last eller normalkraft i en pågælene konstruktionsel. Den eneste ubekente i ligningen K λk σ = 0 er λ som er en lastfaktor, hvilket vil sige en faktor, en påførte last skal ganges me, før er opstår søjleuknækning. Den kritiske last er erfor en påførte last ganget me lastfaktoren. = Nλ 5 of 8

Eksempel 3. En stålramme analyseret u fra iagrammer og u fra et FEM-program 6 of 8

Eksempel me ramme L 6m H 3m Bjælke (I b ) er IPE400 og søjler (I y ) er HEB180 Beregning i FEM-Design I y 38.3110 6 mm 4 E 10000MPa I b 31.810 6 mm 4 π EI y = L s π EI y = λ 386.8 L s 10kNλ L s1 π EI y L s1 4.53m Fra iagrammer I y L I b H 0.33 β 1.48 L s βh L s 4.44m L s Fejl 1 Fejl 0.0 L s1 7 of 8

λ 8 of 8