11/3/2002. Statik og bygningskonstruktion Program lektion Tøjninger og spændinger. Introduktion. Tøjninger og spændinger



Relaterede dokumenter
Program lektion Indre kræfter i plane konstruktioner Snitkræfter Indre kræfter i plane konstruktioner Snitkræfter.

Program lektion Indre kræfter i plane konstruktioner Snitkræfter

11/3/2002. Statik og bygningskonstruktion Program lektion Understøtninger og reaktioner. Kræfter og ligevægt.

Deformation af stålbjælker

9/25/2003. Arkitektonik og husbygning. Kraftbegrebet. Momentbegrebet. Momentets størrelse. Momentets retning højrehåndsregel. Moment regnes i Nm

3/4/2003. Tektonik Program lektion Understøtninger og reaktioner. Kræfter og ligevægt Ligevægtsbetingelser.

Arkitektonik og husbygning

Bygningskonstruktion og arkitektur

Bygningskonstruktion og arkitektur

Centralt belastede søjler med konstant tværsnit

Bygningskonstruktion og arkitektur

Aalborg Universitet Esbjerg 18. december 2009 Spændings- og deformationsanalyse af perforeret RHS stålprofil Appendiks K Analytiske

Stabilitet af rammer - Deformationsmetoden

11/3/2002. Statik og bygningskonstruktion Program lektion Søjlen. Søjlen. Søjlen Pause

Betonkonstruktioner, 4 (Deformationsberegninger og søjler)

Betonkonstruktioner Lektion 7

10/9/2002. Statik og bygningskonstruktion Program lektion Indre kræfter i plane konstruktioner Snitkræfter. Indre kræfter.

Plant gittersystem Bestemmelse af stangkræfter Løsskæring af knuder. Rittersnit

9/22/2002. Statik og bygningskonstruktion Program lektion Statikkens grundsætninger for plane konstruktioner: Kraft og momentbegrebet

Betonkonstruktioner Lektion 1

Kipning, momentpåvirket søjle og rammehjørne

10/3/2002. Statik og bygningskonstruktion Program lektion Indre kræfter i plane konstruktioner Plant gittersystem.

Kursusgang 10: Introduktion til elementmetodeprogrammet Abaqus anden del

Statik og styrkelære

Eftervisning af bygningens stabilitet

3/13/2003. Tektonik Program lektion Stabilitet ved anvendelse af skiver. Stabilitet af bygningskonstruktioner

Profil dimension, valgt: Valgt profil: HEB 120 Ændres med pilene

Betonkonstruktioner - Lektion 3 - opgave 1

Beregningsopgave om bærende konstruktioner

Løsning, Bygningskonstruktion og Arkitektur, opgave 6

Opgave 1. Spørgsmål 4. Bestem reaktionerne i A og B. Bestem bøjningsmomentet i B og C. Bestem hvor forskydningskraften i bjælken er 0.

STÅLSØJLER Mads Bech Olesen

Kræfters parallelogram. Momentbegrebet Kræfters ligevægt i planen

Forskydning og lidt forankring. Per Goltermann

a 1 F 1 B F B Opgave 1 Bestem reaktionskræfterne F = 375 N a1 = 0,3 m a2 = 0,9 m

Beregningsopgave 2 om bærende konstruktioner

Undervisningsbeskrivelse

Bøjning i brudgrænsetilstanden. Per Goltermann

Kursusgang 9: Introduktion til elementmetodeprogrammet Abaqus første del

Betonkonstruktioner, 1 (Formgivning af trykpåvirkede betonkonstruktioner) Hvad er beton?, kemiske og mekaniske egenskaber

Vridning, hvælving og kipning

STATISK DOKUMENTATION

Styring af revner i beton. Bent Feddersen, Rambøll

GRUNDLÆGGENDE MATERIALELÆRE OG FORARBEJDNING 4. kursusgang

Vridning hvælving og kipning. april 2014, LC

DS/EN 1990, Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner Nationalt Anneks, 2 udg. 2007

Redegørelse for statisk dokumentation

Konstruktion IIIb, gang 13 (Jernbetonplader)

Redegørelse for den statiske dokumentation Nedrivning af bærende væg - Ole Jørgensens Gade 14 st. th.

Analyse af en glasfiberbjælke

Statik og jernbeton. Lars Pedersen Institut for Byggeri & Anlæg Aalborg Universitet. Okt. 2016

Statik og jernbeton. Lars Pedersen Institut for Byggeri & Anlæg Aalborg Universitet. Hvad kan gå galt? Hvordan undgår vi, at det går galt? Okt.

Forspændt bjælke. A.1 Anvendelsesgrænsetilstanden. Bilag A. 14. april 2004 Gr.A-104 A. Forspændt bjælke

Aksialbelastede betonpæle

Betonkonstruktioner, 5 (Jernbetonplader)

Konstruktion IIIb, gang 9 (Formgivning af trykpåvirkede betonkonstruktioner)

Anvendelsestilstanden. Per Goltermann

Undervisningsbeskrivelse. Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser. Termin. August 2010 Maj Uddannelse

NOTAT BEREGNING AF JORDTRYK VHA EC6DESIGN.COM. ÆKVIVALENT ENSFORDELT LAST

Redegørelse for den statiske dokumentation

Introduktion til programmet CoRotate

DS/EN DK NA:2011

Bærende konstruktion Vejledning i beregning af søjle i stål. Fremgangsmåde efter gennemført undervisning med PowerPoint.

appendiks a konstruktion

Bjælker på elastisk underlag

Søjler og vægge Centralt og excentrisk belastede. Per Goltermann

En sædvanlig hulmur som angivet i figur 1 betragtes. Kun bagmuren gennemregnes.

Dimensionering af samling

GRUNDLÆGGENDE MATERIALELÆRE OG FORARBEJDNING 2. kursusgang

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

Aalborg Universitet Esbjerg 18. december 2009 Spændings og deformationsanalyse af perforeret RHS stålprofil Appendiks E Trækforsøg BM7 1 E09

Samlinger i betonkonstruktioner

Betonkonstruktioner, 3 (Dimensionering af bjælker)

Titel: Analyse af cellulært materiale Divinycell H. Tema: Analyse og design af bærende konstruktioner

Athena DIMENSION Plan ramme 3, Eksempler

A. Laster G H. Kip. figur A.1 Principskitse over taget der viser de enkelte zoner [DS 410]. Område Mindste værdi [kn/m 2 ] Største værdi [kn/m 2 ]

10.3 E-modul. Af Jens Ole Frederiksen og Gitte Normann Munch-Petersen. Betonhåndbogen, 10 Hærdnende og hærdnet beton

Det Teknisk Naturvidenskabelige Fakultet

Lodret belastet muret væg efter EC6

BEREGNING AF U-TVÆRSNIT SOM ET KOMPLEKST TVÆRSNIT

Bærende konstruktion Vejledning i beregning af søjle i træ. Fremgangsmåde efter gennemført undervisning med PowerPoint.

A. Konstruktionsdokumentation

Indsæt billede. Concrete Structures - Betonkonstruktioner. Author 1 Author 2 (Arial Bold, 16 pkt.) BsC Thesis (Arial Bold, 16pkt.)

For en grundlæggende teoretisk beskrivelse af metoden henvises bl.a. til M.P. Nielsen [69.1] og [99.3].

Dobbeltspændte plader Øvreværdiløsning Brudlinieteori

Områdeestimator. X x. P θ. ν θ. Θ C(x) En områdeestimator er en afbildning C : X P(Θ). . p.1/30

NemStatik. Stabilitet - Programdokumentation. Anvendte betegnelser. Beregningsmodel. Make IT simple

I den gældende udgave af EN (6.17) angives det, at søjlevirkning kan optræde

Momenter som deskriptive størrelser. Hvad vi mangler fra onsdag. Momenter for sandsynlighedsmål

Hvad vi mangler fra onsdag. Vi starter med at gennemgå slides fra onsdag.

Deformationsmetoden. for rammekonstruktioner

INDHOLDSFORTEGNELSE DEL I FORSØG... 3 DEL II ANALYTISKE MODELLER...31 DEL III NUMERISKE MODELLER...43

Pressetørring af parketstave Fysisk model

Redegørelse for den statiske dokumentation Nedrivning af bærende væg - Lysbrovej 13

Stabilitet - Programdokumentation

Indhold. B Skitseforslag A 13 B.1 Dimensionering af ramme i forslag A C Skitseforslag B 15 C.1 Dimensionering af søjle...

DS/EN DK NA:2010

Bygningskonstruktion og Arkitektur, 5 (Dimensionering af bjælker)

UDVALGTE STATISKE BEREGNINGER IFM. GYVELVEJ 7 - NORDBORG

DS/EN DK NA:2014 v2

Transkript:

Statik og bygningskonstruktion rogram lektion 9 8.30-9.15 Tøjninger og spændinger 9.15 9.30 ause 9.30 10.15 Spændinger i plan bjælke Deformationer i plan bjælke 10.15 10.45 ause 10.45 1.00 Opgaveregning Kursusholder oul Henning Kirkegaard, institut 5, Aalborg Universitet November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 1/58 Introduktion Giver en introduktion til Styrkelære med henblik på at lave simple design beregninger. Introduktion til Mekanik og Styrkelære 1 på 5. semester, hvor matematiske modeller opstilles for spændinger og deformation i stænger og bjælker og emnet Styrkelære behandles i detaljer. November 3, 00.H. Kirkegaard Slide /58 Tøjninger og spændinger Spændinger (σ) mål for indre last i konstruktionselement Tøjning (ε) - mål for indre derformation i konstruktionselement November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 3/58 1

Spændingskomponeter σ z F τ σ zx τ y zy τ τ xz yz Normalspændinger Forskydningsspændinger σ x F 1 σ x τ xy τ yx σ z σ y SI enheder: a (ascal) N/mm November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 4/58 Spændingskomponeter En positiv værdi for σ indikerer en træk spænding. Dvs. spændingen udfører et træk på arealet, hvor den virker. En negativ værdi for σ indikerer en tryk spænding. Dvs. spændingen udfører et tryk på arealet,hvor den virker. November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 5/58 Normalspændinger Aksial last på stang F 0; df σ da; σ z A A L L+δ σ /Α z y x November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 6/58

Normalspændinger Spændninger i rør π A ( do di ) 636mm 636 10 m 4 3 F 150 10 σ 3.6 Ma b 6 A 636 10 6 November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 7/58 Normalspændinger 10kN/m 1.5kN 0.4m 0.4m 8kN R 1.5kN 30mm 10mm F x 0; R 1.5 + 8 0 R 6. 5kN N max 6.5 Nmax 6.5 σ max 1.7 Ma A 0.01(0.03) November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 8/58 Forskydningsspændinger Enkel forskydning Dobbelt forskydning / V V V / τ V ave A Forskydningsspændinger November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 9/58 3

Nødvendigt areal ved design A σ allow design V A τ allow design November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 10/58 Normaltøjninger November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 11/58 Normaltøjninger November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 1/58 4

Forskydningstøjninger November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 13/58 Tøjningskomponeter z Udeformeret Deformeret x y z y x π γ xy π π γ ( xy 1+ ε y ) z y γ yz ( 1+ ε x ) x ( 1+ ε y ) y Normaltøjninger ændrer volumet af elementet Forskydningstøjninger ændrer formen af elementet November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 14/58 Normaltøjninger Normaltøjning i wire CB når θ 0.00 rad. Lsin(θ) Lθ November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 15/58 5

Normaltøjninger Normaltøjningen langs kanten AB November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 16/58 Forskydningstøjninger Forskydningstøjningen relativ til x-y akserne November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 17/58 Arbejdskurver Materialers arbejskurver (σ-ε diagram) bestemmes i en trækprøvemaskine røveelement November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 18/58 6

Arbejdskurver Elastisk lastisk Brud røveelement November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 19/58 Arbejdskurver σ Flydespænding: σ y roportionalitetspænding: σ pl Stål σ pl E ε pl Aluminum Elasticitetsmodul ε Hooke s lov: σ Eε Elastisk lastisk November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 0/58 oisson s forhold Longitudinal forlængelse lateral sammentrækning (og omvendt) Longitudinal retning Lateral retning Træk ε lat oisson s fohold ν ε long Typisk imellem 0.5 og 0.3 ( 0 υ 0.5) Tryk November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 1/58 7

Før deformation Efter deformation Vandret linier krummer lane tværsnit forbliver plane November 3, 00.H. Kirkegaard Slide /58 Spændinger er proportionale til tøjninger (σeε) pga. lineær elastisk materiale (Bernoulli-bjælke) Ingen tøjning (ε0) Sammenpresning (ε<0) Forlængelse (ε>0) November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 3/58 Spændinger på tværsnit for positivt moment M November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 4/58 8

November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 5/58 Formel for bøjningsspændninger November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 6/58 Normalspændinger og tøjninger neutral akse spændninger tøjninger November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 7/58 9

Inertimoment Inertimoment I er en tværsnitskonstant, som angiver et tværsnits stivhed. b I y da A For rektangulært tværsnit I bd3 1 mm 4 d November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 8/58 Modstandsmoment Modstandsmoment W er en tværsnitskonstant, som b angiver et tværsnits stivhed. For rektangulært tværsnit d W bd 6 mm 3 November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 9/58 Et 50 x 50mm tværsnit i en plan bjælke er påvirket af det maksimale moment på 4kNm 50 50 Tilladelig spænding σ t 8Ma Modstandsmoment W bd / 6 Spændning i tværsnit σ M / W 4 / 0.5 x 10-3 7.69 Ma σ < σ t ΟΚ! 50 x 50 / 6 0.5 x 10 6 mm 3 0.5 x 10-3 m 3 November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 30/58 10

Det maksimale moment M for et tværsnit antages kendt. Bestem nødvendigt modstandsmoment W n Tilladelig spænding σ t (findes i Norm) Nødvendig modstandsmoment W nødn M/σ t Vælg b og d således at W > W nødn b? Slå op i profil tabel/teknisk ståbi d? November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 31/58 Teknisk Ståbi November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 3/58 Bestem de maksimale normalspændinger i den simpel understøttede bjælke November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 33/58 11

November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 34/58 November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 35/58 Bjælke med aksial last + eller e Naviers formel: σ A x + ey I November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 36/58 1

Lineær elastisk bjælke med plane tværsnit Uden sammenlimning Med sammenlimning November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 37/58 Lineær elastisk bjælke med ikke plane tværsnit!!!!! Før deformation Efter deformation November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 38/58 Fordeling af forskydningsspændinger November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 39/58 13

Forskydningsspændinger i rektangulært tværsnit November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 40/58 November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 41/58 Forskydningsspændinger i I-tværsnit November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 4/58 14

Bestem forskydningsspændinger i pkt for den simpel understøttede bjælke November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 43/58 Forskydningskræfter i den simpel understøttede bjælke November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 44/58 Forskydningsspændinger i pkt November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 45/58 15

Bestem forskydningsspændingerne i I-tværsnittet for den simpel understøttede bjælke November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 46/58 Forskydningskræfter i den simpel understøttede bjælke November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 47/58 November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 48/58 16

Design af plan bjælke En simpel understøttede bjælke er lavet af et materiale med en tilladelig bøjningsspænding σ t 150 Ma og en tilladelig forskydningsspændning τ t 100 Ma. Bestem det nødvendige modstandsmomentet W nødn. November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 49/58 Design af plan bjælke November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 50/58 Design af plan bjælke Valgt tværsnit med W > W nødn. November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 51/58 17

Design af plan bjælke Kontrol af forskydningsspændinger τ t > τ max November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 5/58 Design af plan bjælke Kontrol af en kombination af normalspændinger og forskydningsspændinger bør også foretages, se dagens opgave. November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 53/58 Design af plan bjælke En bjælke har en jævn fordel last på 1kN/m. Hvis bjælken skal have et højde-til-bredde forhold på 1.5, ønskes den smalest bredde bestemt, når σ t 9 Ma og τ t 0.6 Ma. Egenvægt ses der bort fra. November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 54/58 18

Design af plan bjælke November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 55/58 Design af plan bjælke Kontrol af normalspændinger σ t > σ max November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 56/58 Deformationer i plan bjælke wl/ x w L w M wl/ V wl wx M 0; x M 0 dv wl wx M EI x dx 3 dv wl wx EI x + C1 dx 4 6 4 wl/ wl 3 wx EIv x + C1x + C 1 4 November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 57/58 19

Deformationer i plan bjælke Randbetingelser: v( x 0) 0; C 0 4 4 3 1 wl wl wl v( x L) 0; v C1L 0; C1 EI + 1 4 4 wx 3 3 v( x) ( x + Lx L ) 4EI 3 3 4 L wl L L 3 5wL vmax x L 48EI + 8 384EI November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 58/58 Deformationer i plan bjælke Randbetingelser: v( x 0) 0; C 0 4 4 3 1 wl wl wl v( x L) 0; v C1L 0; C1 EI + 1 4 4 wx 3 3 v( x) ( x + Lx L ) 4EI 3 3 4 L wl L L 3 5wL vmax x L 48EI + 8 384EI November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 59/58 Deformationer i plan bjælke L θmax EI v max 3 L 3EI x v 3 6EI ( L x) w 3 wl θmax 6EI v max 4 wl 8EI ( x 4Lx 6L ) wx v + 4EI M ML θ max EI v max ML EI Mx v EI November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 60/58 0

Deformationer i plan bjælke L θmax 16EI v max 3 L 48EI x v 48EI ( 3L 4x ) w 3 wl θmax 4EI v max 4 5wL wx 3 384EI v ( x Lx + L ) 4EI ML M θa 3EI ML θb 6EI v max ML Mx v x 3Lx + L 43EI 6EIL ( ) November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 61/58 Deformationer i plan bjælke w For lineær elastiske konstruktioner gælder superposition w ( 3L 4x ) 0 x L / x v 48EI wx 3 3 v x Lx + L 4EI ( ) wx 3 3 ( 3L 4x ) + ( x Lx + L ) x v 48EI 4EI 3 4 L L 5wL v( x ) 48EI 384EI November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 6/58 Opgave 1 Se udleverede note November 3, 00.H. Kirkegaard Slide 63/58 1