SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

39
2012 IGOR KNEZ univ. bacc. ing. aedif. 3.12.2012. Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

description

Computation process of critical (compressive) force causing the structural instability based on different methods of calculations(enegetic, numeric).Students material.Metode proračuna kritične (tlačne) sile koja uzrokuje nestabilnost konstrukcije.Materijal za studente.

Transcript of SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

Page 1: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

2012

IGOR KNEZ univ. bacc. ing. aedif.

3.12.2012.

Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Page 2: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

2 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

SADRŽAJ

1.DIO (statički i energetski način)………………………………………………………….…...2.str.

2.DIO(rješavanje pomodu diferencijalne jednadžbe)…………………………………16.str.

3.DIO(metoda početnih parametara)……………………………………………………….22.str.

4.DIO(Rayleigh-eva metoda)..…………………………………………………………………..26.str.

5.DIO(metoda krutosti)..…………………………………………………………………………..31.str.

Page 3: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

3 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Riješeni primjeri

1.dio

Primjer 1.1.

a)Statički

0 0

0

A A

A r A r

r

rcr

M M P y

yM k k

L

yk P y

L

kP

L

a)Energetski

2

2

2 2

2

1

21

2 2

10 0 /

A

r A

A r A

A r A

A

r

r

cr

LV P P

U k

LV U P k

P L k

P L k

kP

L

Page 4: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

4 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 1.2. a)Statički

1 1 1 3 1 2

1 13

1 2

0 0l

l

M M k y a R a a

M k y aR

a a

2 2 3 2

1 12 2

1 2

0 0

0

G

l

M M R a P y

M k y aM a P y

a a

1 1 1 1

1

2 2 1 3 2

1 2

r r

r r

yM k k

a

y yM k k

a a

1 2 1 2

12 1 2

1 2 1 2

2 2 2

1 2 1 22 1 2 1 2 1 2

1 2

2 2 2

1 2 1 2 2 1 2 1 2 1

/ : /

/

r l

r

r lr

r r l

yk a k y a a

ay yk P y y a a

a a a a

k a k a ak a a P a a a a

a a

P a a a a k a a k a k a

2

2 1 2 1 2

2

2 1 2 21 1 2

1 2 1

1 2

/ :

r

r l

a a a a a

k a a ak k a a

a a aP

a a

Page 5: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

5 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Pretpostavka: a1=a2=a

2

2 14

2

r r lcr

k k k aP

a

b) Energetski

2 22 21 2 1 2

1 3 2 2

1 2

2 2

1 2

2 2 2 2

1

2

a a a ay y

a a

y y

a a

2 2

1 2

22 2

1 1 2 1 3

2 2 2 22

1 22 2 2

1 1 1 2 2

1

2

1 1 1

2 2 2

1 1 1 2

2 2 2

l r r

l r r

y yV P P

a a

U k y k k

y y y yk y k k

a a a a a

2 2 2 2 2 22

1 22 2 2

1 2 1 1 1 2 2

1 22 2 2

1 2 1 1 1 2 2

1 1 1 1 2

2 2 2 2

20 0 / :

l r r

l r r

y y y y y yV U P k y k k

a a a a a a a

y y y y y yP k y k k y

y a a a a a a a

2 2

1 2 2 1 2 1 1 21 22 2 2

1 2 1 1 2 1 2

21 0 / :l r r

a a a a a a a aP k k k

a a a a a a a

2 2

2 2 1 2 11 2 1 2

1 1 2 1 2 1 2

1 2

2

0

l r r

a a a a ak a a k k

a a a a a a aP

a a

Pretpostavka: a1=a2=a

2

2 14

2

r r lcr

k k k aP

a

Page 6: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

6 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 1.3.

a)Statički

3 4

4

2 4

0 0

0 2 02

2 0 / :2

12

2

2

5

D

l

l

l

cr l

M P y R L

P yR

Ly

M P k y L R L

y P yP k y L L y

L

P k L

P k L

Page 7: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

7 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

b) Energetski

2 22 2 2 2

1 2 3 2

5 5 5

4 2 2 4 4 4

L L L y yL L

L L

25

4

yV P P

L

21

2lU k y

2

25 1

4 25

0 0 / : 2

5 1 0

2

2

5

l

l

l

cr l

yV U P k y

Ly

P k y yy L

P kL

P k L

Page 8: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

8 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 1. 4.

a) Statički

1 1

1 10 0

0 / :

r r

l

r l

rcr l

xM k k

H

M M k x H P x

xk k x H P x x

H

kP k H

H

b) Energetski

2 22

1 2

2 22

2

2

2

2 2 2

1 1

2 2 2

0 0 / :

0

r l

r l

rl

rcr l

H H x x

H H

x xV U P k k x

H Hx x

P k k x xy H H

kPk

H H

kP k H

H

Page 9: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

9 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 1. 5.

a) Statički

0 1 2 2 3

1 2 2 1 3

22 2 3 3

21 2 2

22 2 1

0 2 3 0

0 2 0

0 0

2 3 0 ................. 1

2 0 ................. 2

l

G

G

l

M k y a k y a R a

M k y a P y R a

P yM P y R a R

a

P yk y a k y a a

aP y

k y a P y aa

1 2 2

1 2 2

2 3 0

2 0

lk a y k a P y

P y k a P y

2 1

2 2

2 2

2 2

2 2

2 30

2

2 2 3 0

3 2 2 0

l

l

l l

k a k a P y

P k a P y

k a k a P k a P P

P P k a k a k k a

Page 10: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

10 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Pretpostvka: k1=k k2=2k

2 2 23 6 2 0P P k a k a

2

1

2

4 6 3,46

2 6

0,423

1,577

cr

cr

cr

b b ac k a k aP

a

P k a

P k a

b) Energetski

2 2 2 2 2 2

1 2 3 01 12 32 01 12 32

22 22 11 2

2 2 2

2 2

1 1 2 2

2 22 21 1 2 2

1 1 2 2

2 2 2 2

2

1 1

2 2

a a a a

y yy ya

a a a

y y y y

a

y y y yV U P k y k y

a

1 21 1

1

1 1 2

1 22 2

2

1 2 2

1

20

2 0 ............... 1

20

2 + 0 ............... 2

2

P y P yk y

y a a

P Pk y y

a a

P y P yk y

y a a

P Py k y

a a

Pk

a

1

2

2

02

P

ya

yP Pk

a a

2

1 2 2

2 22

2 1 1 22 2

2 2 2

2 1 1 2

2 2

2 1 1 2

2 20

4 2 20 /

4 2 2 0

3 2 2 0

P P Pk k

a a a

P P P Pk k k k a

a a a a

P P k a P k a k k a P

P P k a P k a k k a

Page 11: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

11 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Pretpostvka: k1=k k2=2k

2 2 23 6 2 0P P k a k a

Jednadžba je ista kao kod Statičkog načina , te nema svrhe nastavljati računanje !

Primjer 1.6.

a) Statički

1 1 1 3 1 2 3

32 3 2 3 3

2

0 ( ) 0

0 0

l

D

M M k y L R L L M

M P yM R L P y M R

L

2

2 2

21 1 2

1 2 2

1 1 22

1 2 2

1 11 2

1 2 2

0 / :

0

0

r

r l r

r r rl

r r r rl

yk P y

Ly yk k y L L L k y

L L L

k k kPk L L L

L L L L

k k L k P L kk L P

L L L L L

Page 12: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

12 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

2

1 2 1 1 21

2 1 2

1 22 1

1 1 2 1 2 1 2

/:r rl

lr rcr

L L k k L L LP k L

L L L L

k L Lk L k LP

L L L L L L L

b) Energetski

1 2

1 2

22 21 2

1 2 1 3

1 2

2 222

2 2

1 2

2 2

1 2

1 2

1 1

2 2 2

1 1 1 1 1

2 2 2 2

1 10 /: y

l r r

l r r

L L y

L L

y yyV U P k y k k

L L L L

y yP y k y k k

y L L L L

L LP

1 2

1

1 2

2 2

1 2 1 2

1 2 2 1

1 2 1 2 1 2

= 0 /: r rl

l r rcr

k k L Lk

L L L L L L

k L L k L k LP

L L L L L L L

Page 13: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

13 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 1. 7.

a) Statički

3 3 1

2 2 2 1

0 0

  0 0G

M M P y

M M P y y

3 1

1 3 2 1

0

  0

r

r

k P y

k P y y

21

2 1 22 1

0

  0

r

r

yk P y

a

y y yk P y y

a a

2 1

1 2

0 .................. 1

2  0 .................. 2

r

r r

ky P y

a

k kP y P y

a a

1

2

02

20

r

r r

r r r

kP

ya

k k yP P

a a

k k kP P P

a a a

Page 14: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

14 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

22 2

2

2 2 2

1/2 2

1

2

20 /

3 0

3 5

2

2,62

0,38

r r r

r r

r r

cr

rcr

rcr

P k k P kP a

a a a

P a P k a k

k a k aP

a

kP

a

kP

a

b) Energetski

222 12 2 2

1 2 3 1 2 2

2 2

2 1 2 1

2 2

2 1 2 1

22

22 2 2 2 13 1 3 2

2 2 2

1 2 2

2

2 22

1 1 1

2 2 2r r r

y yya a a

a a

y y y ya

PV y y y y

a

y y y yU k k k

a a a

2 2

2 1 2 12 = 5 4

2

rky y y y

a

2 2 2 2

2 1 2 1 2 1 2 12

2 1 2 12

1

1 2

2 2 5 42 2

0 2 2 4 2 02 2

2 ............................................. 1

r

r

r r

kPV U y y y y y y y y

a akP

y y y yy a a

k kP y P y

a a

2 1 2 12

2

1 2

0 4 2 10 4 02 2

2 5 2 0 ............................. 2

r

r r

kPy y y y

y a a

k kP y P y

a a

Page 15: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

15 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

1

2

2 22 2

2 2

2 2 2

2

02 5

2

5 2 52 2 0

5 2 5 4 42 0

(3 ) 0

r r

r r

r r r r

r r r r r

r r

k kP P

ya a

yk kP P

a a

k k k kP P P P

a a a a

k k k k kP P P P P

a a a a a

P a k a P k

Jednadžba je ista kao kod Statičkog načina , te nema svrhe nastavljati računanje !

Page 16: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

16 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

2.dio

Primjer 2. 1.

3

3 3

Pretpostavka:

1212 12l

l

EIkEI Lk

L EI EI L

0 0 ................... 1

' 0 0 ................... 2

'' 0

y x

y x

y x L

2

2 2

................... 3

''' ' /:

''' ' 0 ................. 4

0

0

sin cos 0

sin + cos 0

lEI y x L P y x L k y x L EI

y x L y x L y x L

B D B D

A C A C

A L B L

A L B L

3 3 2

3

3

.................. 1

cos sin cos sin sin cos 0

sin cos 0 ................. 2

sin cos

sin cos

A L B L A L B L C A L B L CL D

L L A L B

L L A

L L L B

3

3 3

3

2

0

sin cos cos sin 0

Koristeći pretpostavku za krutost opruge slijedi

12sin 12 cos 0

Supstitucija : 12sin 12 cos 0

3,352 11, 3,352

L L L L L

L L L L

u L f u u u u u

RJEŠENJE u LL

2

22

22 2

236

11,236 11,236

0,937

crcr

L

P EI EIP

EI L L L

Page 17: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

17 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 2. 2.

1 1Koristeći pretpostavku sa slike te I =I; L =L

4rk

EI L

0 0 ................... 1

'' 0 0 .................... 2

0

y x

y x

y x L

2

.................... 3

- '' ' /:

'' ' 0 .................. 4

0

0 0 0

sin 0

rEI y x L k y x L EI

y x L y x L

B D B D

B B D

A L CL

2

2

2

2

................... 1

sin cos 0

cos sin 0 .................... 2

sin0

cos sin

sin cos sin 0

Koriste

A L A L C

L L A C

L L A

L L C

L L L L L

2 2

2

2

2

22

22 2

ći pretpostavku za krutost opruge slijedi

4sin 4 cos sin 0

Supstitucija : 4 sin 4 cos 0

3,829 14,66: 3,829

14,66 14,66

0,82

crcr

L L L L L

u L f u u u u u

RJEŠENJE u LL L

P EI EIP

EI L L L

Page 18: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

18 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 2. 3

a)simetrična slika izvijanja(bez pomaka)

0 0 ................... 1

'' 0 0 .................... 2

0

y x

y x

y x L

.................... 3

- '' ' /:

'' ' 0 .................. 4

rEI y x L k y x L EI

y x L y x L

Rubni uvjeti su isti kao u prethodnom zadatku što dovodi do iste jednadžbe:

2sin cos sin 0

Koristeći pretpostavku za krutost opruge te ostale prepostavke :

L L L L L

Page 19: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

19 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

1 1

2 2

2

2

2

22

22 2

2; ;

2sin 2 cos sin 0

Supstitucija : 2sin 2 cos sin 0

3,591 12,895 : 3,591

12,895 12,895

0,875

crcr

I I L LL

L L L L L

u L f u u u u u u

RJEŠENJE u LL L

P EI EIP

EI L L L

b)nesimetrična slika izvijanja(s pomakom)

0 0 ................... 1

'' 0 0 ................... 2

- ''

y x

y x

EI y x L

2

' /:

'' ' 0 .................. 3

T 0 ''' ' 0 /:

''' ' 0 ...........

rk y x L EI

y x L y x L

x L EI y x L P y x L EI

y x L y x L

2

2

2

....... 4

0

0 0 0

sin cos 0

sin cos 0 .......................... 1

B D B D

B B D

A L A L C

L L A C

Page 20: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

20 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

3 2

2

2

2

4 3 3

cos cos = 0

0 .......................... 2

sin cos0

0

sin cos 0 /:

sin cos 0

Koristeći

A L A L C

C

AL L

C

L L

L L

1 1

2

2

2

2

pretpostavku za krutost opruge te ostale prepostavke :

6; ;

sin 6cos 0

Supstitucija : sin 6cos 0

1,35 1,8225: 1,35

1,8225 1,8225crcr

I I L LL

L L L

u L f u u u u

RJEŠENJE u LL L

PP

EI L

2

222,327

EI EI

L L

Primjer 2. 3

0 0 ................... 1

'' 0 ' 0 0 ................... 2

0

y x

y x y x

y x L

................... 3

'' 0 .................. 4y x L

22

2

2 2

0

sin cos 0 sin cos 1 ................. 1

sin cos 0 ...

B D

B A C C B A

LA L B L CL D L L A L B

A L B L

.............. 2

Page 21: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

21 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

2

2 2

42 2 2 3

2 2

sin cos 10

sin cos

sin cos sin sin sin cos cos 0

Koristeći pretpostavku za krutost opruge :

1

sin sin cos 0

Supstitucija :

LAL L L

BL L

LL L L L L L L L

L

L L L L L

u

2

2

2

22

22 2

sin sin cos 0

3,41 11,63: 3, 41

11,63 11,63

0,92

crcr

L f u u u u u u

RJEŠENJE u LL L

P EI EIP

EI L L L

Page 22: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

22 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

3.dio

Primjer 3. 1.

0

0

0

0

Početni uvjeti:

0 0

0 0

' 0 ' ?

0 ?

Zbog unutarnjeg zgloba imamo "skok" u kutu zaokreta te nas zanima i y'!

Rubni uvjeti:

0 ............ 1

0,4 0 ............

y x y

M x M

y x y

T x T

y x L

M x L

2

' 0 ............ 3y x L

0 0 3

0 0

0 0 2

sin sin sin 0,6' ' 0 ................ 1

sin 0,4'sin 0,4 0 ................ 2

1 cos' cos 'cos 0,6 0 ................ 3

L L L Ly T y

EI

LEI y L T

Ly L T y L

EI

3

0

0

2

sin sin sin 0,6

'sin 0,4

sin 0,4 0 0

'1 cos

cos cos 0,6

L L L L

EIy

LEI L T

yL

L LEI

Page 23: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

23 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

3 2

sin sin 0,4cos 0,6

sin sin 0,6 1 cossin 0,4 cos 0,6

sin 0,6 sin 0,4cos 0

Krajnja jednadžba:

sin 0,4 sin 0,6 cos 0,6 0

sin 0,

L LL

L L L LEI L L

EI EI

L LL

L L L L

1.

2 22

2

2

2

2

2

2

22

4 0

0, 4 0,4 0,4

0,4

sin 0,6 cos 0,6 0

Supstitucija: sin 0,6 cos 0,6 0

1,754 3,0771,754

3,077

1,79

cr

cr

L

n n PL n

L EIL

EIP

L

L L L

u L u u u

Pu L

L L EI

EI EIP

L L

2.

Page 24: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

24 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 3. 2.

0

0

0

0

1

Početni uvjeti:

0 0

0 0

0 ?

' 0 ' ?

Zbog polu-zgloba na udaljenosti L od ishodišta našeg koordinatnog sustava

imamo promjenu u dijagramu poprečnih sila dotičnog sustava te nas zanima

M x M

T x T

y x y

y x y

1

i T!

Rubni uvjeti:

0 ............ 1

' 0 ............ 2

0 ............ 3

y x L

y x L

y x L

2 20 0 3

20 2

10 0

sinsin' 0 ........... 1

1 cos' cos 0 ........... 2

sin' 0 ........... 3

L LLy y T

EI

Ly L T

EI

Ly y

Page 25: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

25 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

2 2

3

0

202

1

2 1 2 2 2

2 2 3

2

sinsin1

cos 10 cos ' 0

sin1 0

cos 1 sin cos 1 sinsincos 0

Krajnja jednadžba:

sin cos sin

L LL

EI yL

L yEI

TL

L L L L LLL

EI EI EI

L L

2 2 1 2 1

1 2

sin cos cos sin cos sin 0

Pretpostavka: 2

sin cos sin sin cos cos sin cos sin 02 2 2 2 2 2

Supstitucija: 2

sin 2 cos sin 2 sin cos 2 cos 2 sin cos sin 0

3,6

L L L L L L L L

LL L

L L L L L LL L L L

Lu

u u u u u u u u u u

u

2

2

2

22

3,613 13,0513

13,05

0,869cr

PL

L L EI

EI EIP

L L

Page 26: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

26 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

4.dio

Primjer 4. 1.

Geometrijski uvjeti:

0 0

0

y x

y x L

m=2(broj rubnih uvjeta)

2 3

0 1 2 3

Stupanj polinoma 1 3

Dodatni fizikalni uvjet:

'' 0

n m

y x a a x a x a x

y x L

0

2 3

1 2 3

2 3 2 3

3

3 3 3

2 3 2

2

1 2

1 0 0 0

2 0 0

3 Deriviranjem dolazimo do:

'' 2 6 0 3

Pretpostavka:

3Uvrštavanje u 3 : 3

Uvrštavanje u 2 :

3

y x a

y x L a L a L a L

y x a a L a a L

aa a L a

L

a aa L

L L

aa L L

L

3

3

1

1

2 3

2 3

2

2 3

2 3

0

3 0

2

Uvrštavanje u jednadžbu progibne linije:

2 3

2 6 3'

6 6''

a L

a L a a

aa

L

a a ay x x x x

L L L

a a ay x x x

L L L

a ay x x

L L

Page 27: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

27 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

2

0

2

0

2 2 2 22 2

2 3 4 5 6

0 0 0

2 2 2 22 3

4 5 6 30

2

2 3

0

''

'

6 6 36 72 36''

36 36 12 12 =

2 6 3'

L

cr L

L L L

L

L

EI y x dx

P

y x dx

a a a a aEI y x dx x dx x x dx

L L L L L

a a a ax x x

L L L L

a a ay x dx x x

L L L

2 2 2 2 2 2 22 2 4 2 3

2 4 6 3 4 5

0 0

2

2

23

2 22

4 36 9 24 12 36

0,8 =

1215

0,8 0,811

L L

cr

a a a a a adx x x x x x dx

L L L L L L

a

L

aEI EILP

a L L

L

Primjer 4. 2.

Konstantno promjenjivi nosač

Prijedlog progibne linije je isti kao i u prethodnom zadatku zbog istih rubnih uvjeta te dolazimo do istog rješenja za nju! Jedini problem koji stoji pred nama jest prijedlog mijenjanja momenta otpora te smo ga izrazili polinomom 2.stupnja:

2

0 1 2I x a a x a x

Page 28: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

28 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

0

2

1 2 1 2

2

0 1 2

02 2

2 20 0 0

2 2

0 0 0

0 0

2 2 4

4

4 4 4

I x a

I x L a L a L a a L

L L LI x I a a

Ia

L

I I II x x x Lx x

L L L

Računanje kritične sile:

2 22

0 2 2 2

0 0 0 0

222 2

0 0

4'' ''

0,912

1,047' '

L L

cr L L

EI x y x dx EI Lx x y x dxL EI EI

PL L

y x dx y x dx

Page 29: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

29 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 4. 3.

Stepenasto promjenjivi nosač

Geometrijski uvjeti:

0 0

0

y x

y x L

m=2(broj rubnih uvjeta)

Dodatni fizikalni uvjeti:

'' 0 0y x

2 3

0 1 2 3

Prijedlog progibne linije:

y x a a x a x a x

0

2 3 2

3

1 3

3

3 3 3

1 1

1 0 0 0

2 '' 0 0 2 6 0 0

3 0 0

Pretpostavka:

Uvrštavanje u 3 0

y x a

y x a a x a

y x L a L a L

aa a L a

L

aa L a a

L

3

1 3

3

3

2

3

3

Uvrštavanje u jednadžbu progibne linije:

' 3

'' 6

y x a x a x

a ay x x x

L L

a ay x x

L L

ay x x

L

Page 30: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

30 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

3

4 42 2 2

30

4 4

2

0

32 2 24 4

3 3 3

30

4 4

2

2

3

0

2

22

'' 4 '' ''

'

6 6 64

3

33,28

0,545

L L

L

L L

cr L

L L

L

L L

cr L

cr

EI x y x dx EI x y x dx EI x y x dx

P

y x dx

a a aEI x dx EI x dx EI x dx

L L L

Pa a

x dxL L

EI EIP

L L

Page 31: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

31 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

5.dio

Primjer 5. 1.

1 2

12 1 2

21 2 1

23 2

1 12

2 21 2

Nepoznanice i

Momenti na krajevima stupova(grede):

:

4:

Ravnoteža momenata u čvorovima:

c

c

EI EISTUP M r r

L L

EI EIM r r

L L

EIGREDA M

L

M M

M M M

1

3 2

2

2

2

04

0

4 0

1,48 0,1151

1,50 0,31295

1,48

1,485

c

c

c

crcr cl

cl

r rEI

r rL

K

r r r

za K

za K

INTERPOLACIJA

P EIP P

P L

Page 32: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

32 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 5. 2.

2 2'

21 2

22' 2 2'

23 2

2'1' 2

2'2 2' 2

2'3' 2'

Nepoznanice i

Momenti na krajevima stupova(grede):

4

4 2

2

4

4 2

2

Ravnoteža

EIM

L

EI EIM

L L

EIM r

L

EIM

L

EI EIM

L L

EIM r

L

2 21 22' 23 2

2' 2'1' 2'2 2'3' 2'

2 2

1 2

2 2

1 22

2

momenata u čvorovima:

4 4 2 20

2 4 4 2

0

8 2 2 0

3,00; 5,00

2,73 22,73

0,428

3,00

crcr cl

cl

cr

c

M M M M rEI

M M M M rL

K

r

r r

P EI EIP P

P L L

P

P

2 2

22

3 2

0,408cr cl

l

EI EIP P

L L

Page 33: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

33 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 5. 3.

1)Horizontalno nepomičan sustav

2 1 2

21 2

22' 2

2 21 22' 2

2

2

Nepoznanica (uzet u obzir M =0 čime gubimo )

Momenti na krajevima stupova(grede):

'

' 1 0

' 1,00 1,1748

1,1748cr

EIM r

L

EIM

L

EIM M M r

L

r

EIP

L

2)Horizontalno pomičan sustav

1 2

12 1 2

21 2 1

22' 2 2

Nepoznanica i

Momenti na krajevima stupova(grede):

'

'

36

2

EI EIM t t

L L

EI EIM t t

L L

EI EIM

L L

Page 34: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

34 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

2 21 22' 2

1 12 1

2

2

2

Ravnoteža momenata u čvorovima:

3 '0

'

0

3 0

0,14420,1442 cr

M M M t tEI

M M t tL

K

t t t

EIP

L

Primjer 5. 4.

1)Horizontalno nepomičan sustav

2 3

32 3 2

23 2 3

21 2

Nepoznanice i

Momenti na krajevima stupova:

c

c

EI EIM r r

L L

EI EIM r r

L L

EIM r

L

Page 35: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

35 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

33' 3

22' 2

2 21 23 22' 2

3 32 33' 3

2

Momenti na krajevima greda:

2

2

Ravnoteža momenata u čvorovima:

2 10

2

0

2 1 2 0

1,76721,7672

c

c

c

cr

EIM

L

EIM

L

M M M M r rEI

M M M L r r

K

r r r

P

2 2

220,752

EI EI

L L

2)Horizontalno pomičan sustav

2 3

32 3 2

23 2 3

21 2

Nepoznanice i

Momenti na krajevima stupova:

'

'

EI EIM t t

L L

EI EIM t t

L L

EIM t

L

33' 3

22' 2

2 21 23 22' 2

3 32 33' 3

Momenti na krajevima greda:

6

6

Ravnoteža momenata u čvorovima:

2 6 '0

' 6

EIM

L

EIM

L

M M M M t tEI

M M M t tL

Page 36: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

36 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

2

2 2

22

0

2 1 2 0

0,52280,5228

1,383

c

cr

K

r r r

EI EIP

L L

Primjer 5. 5.

1)Horizontalno nepomičan sustav(slika kao u prethodnom primjeru)

23

12

2 3

Zbog različitih unutarnjih sila u stupovima, imamo i različite koeficijente :

33

Nepoznanice i

Nap

E

E

P

P

P

P

12 21 23 32

21 12 2

23 23 2 323

32 23 3 223

omena: ;

Momenti na krajevima stupova:

c

c

r r r r

EIM r

L

EI EIM r r

L L

EI EIM r r

L L

Page 37: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

37 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

22' 2

33' 3

12 232 21 23 22' 223

3 32 33' 323 23

12 23 23 23

Momenti na krajevima greda:

2

2

Ravnoteža momenata u čvorovima:

20

2

0

2 2

c

c c

c c

EIM

L

EIM

L

r r rM M M M EI

r rM M M L

K

r r r r

2

23 12

12 12

23 23

0

RJEŠENJE SE DOBIJE METODOM POKUŠAJA:

1.pretpostavka: =0,8= 3 2,40

očitanja: 1,3006(za 0,8)

2,8159(za 2,4)

1,3006 2,8159 2 2,8159 2 5,502 11,4273

2

r

r

K

23 12

2 2

22

.pretpostavka: =0,9264= 3 2,7792

0 (točno rješenje)

0,9264

1,039cr

K

EI EIP

L L

1)Horizontalno pomičan sustav(slika kao u prethodnom primjeru)

Postupak rješavanja isti uz korištenje koeficijenata t i t'

Rješenje:

2 2

22

2,413

0,644cr

EI EIP

L L

Page 38: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

38 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

Primjer 5. 6.

1)Horizontalno nepomičan sustav(simetrični oblik izvijanja,bez hor. pomaka greda)

1 2

12 1 2

21 2 1

Nepoznanice i

Momenti na krajevima stupova:

c

c

EI EIM r r

L L

EI EIM r r

L L

Page 39: SKRIPTA STABILNOST KONSTRUKCIJA prvo izdanje_2012

39 Skripta riješenih zadataka iz Stabilnosti konstrukcija

1)Horizontalno pomičan sustav(antisimetrični oblik izvijanja,s hor. pomakom greda)

1 2

12 1 2

21 2 1

13 1

24 2

Nepoznanice i

Momenti na krajevima stupova:

'

'

Momenti na krajevima greda:

3

6

Ravnoteža momenata u čvorovima

EI EIM t t

L L

EI EIM t t

L L

EIM

L

EIM r

L

1 12 13 1

2 21 24 2

2

:

3 '0

' 6

0

3 6 ' 0

M M M t tEI

M M M t tL

K

t t t

2

2

0,476

0,476crcr cl

cl

INTERPOLACIJA

P EIP P

P L

13 1

24 2

1 12 13 1

2 21 24 2

2

Momenti na krajevima greda:

2

Ravnoteža momenata u čvorovima:

10

2

0

1 2 0

1,512

c

c

c

cr

cl

EIM

L

EIM r

L

r rM M M EI

r rM M M L

K

r r r

INTERPOLACIJA

P

P

2

2

1,512cr cl

EIP P

L