Μάθημα: Στατική ΙΙ 3 Ιουλίου 2012 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ

Σχετικά έγγραφα
Μάθημα: Στατική ΙΙ 9 Φεβρουαρίου 2011 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. Διάρκεια εξέτασης 2:15 ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ

Μάθημα: Στατική ΙΙ 6 Οκτωβρίου 2011 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. Διάρκεια εξέτασης 2:15 ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ

Μάθημα: Στατική ΙΙ 30 Ιουνίου 2011 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. Διάρκεια εξέτασης 2:15 ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ. ΘΕΜΑ 1 ο (35%) Να επιλυθεί ο υπερστατικός φορέας του σχήματος χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των παραμορφώσεων.

ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Τμήμα Πολιτικών Έργων Υποδομής

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ ΙΙ. Δοκοί, Πλαίσια, Δικτυώματα, Γραμμές Επιρροής και Υπερστατικοί Φορείς

ΘΕΜΑ 1 ΔΕΔΟΜΕΝΑ: Δίνονται: = cm ΕΠΙΛΥΣΗ: Ερώτημα α. k = 6000kN m. Μέθοδος των Δυνάμεων:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Τμήμα Πολιτικών Έργων Υποδομής

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΔΟΜΟΣΤΑΤΙΚΗΣ

Τ.Ε.Ι. ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Τμήμα Πολιτικών Έργων Υποδομής ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΑΤΙΚΗΣ I. Διαγράμματα M, Q, N Ισοστατικών Δοκών

ΑΣΚΗΣΗ 17 ΔΕΔΟΜΕΝΑ: Δίνονται: = cm ΕΠΙΛΥΣΗ: Ερώτημα α. k = 6000kN m. Μέθοδος των Δυνάμεων:

ΙΣΟΣΤΑΤΙΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΜΕ ΣΥΝΔΕΣΜΟΥΣ Υπολογισμός αντιδράσεων και κατασκευή Μ,Ν, Q Γραμμές επιρροής. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2005 ΘΕΜΑ 1

ΕΠΩΝΥΜΟ :... ΟΝΟΜΑ :... ΒΑΘΜΟΣ:

ΕΠΙΛΥΣΗ ΥΠΕΡΣΤΑΤΙΚΩΝ ΦΟΡΕΩΝ Μέθοδος Castigliano Ελαστική γραμμή. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

ΘΕΜΑ 1. Στο φορέα του σχήματος ζητούνται να χαραχθούν τα διαγράμματα M, Q, N. (3 μονάδες)

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

ιάλεξη 7 η, 8 η και 9 η

Μέθοδος των Δυνάμεων (συνέχεια)

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ΕΠΩΝΥΜΟ :... ΟΝΟΜΑ :... ΒΑΘΜΟΣ:

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017

ΑΣΚΗΣΗ 6 - ΔΙΚΤΥΩΤΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

Δρ. Μηχ. Μηχ. Α. Τσουκνίδας. Σχήμα 1

6. Κάμψη. Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις προηγούμενων εξετάσεων ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΑΓΡΟΝΟΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΕΠΩΝΥΜΟ :... ΟΝΟΜΑ :... ΒΑΘΜΟΣ:

Τ.Ε.Ι. ΑΘΗΝΩΝ - ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ ΙΙ

sin ϕ = cos ϕ = tan ϕ =

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ.. 1. Σύνοψη των βημάτων επίλυσης φορέων με τη ΜΜ.. xiv. 2. Συμβάσεις προσήμων...

4.5 Αµφιέρειστες πλάκες

Μέθοδος Επικόμβιων Μετατοπίσεων

ΑΣΚΗΣΗ 8. Για το φορέα του σχήματος να μορφωθούν τα διαγράμματα M, Q, N για ομοιόμορφο φορτίο και θερμοκρασιακή φόρτιση.

ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 15

Διδάσκων: Μ. Γ. Σφακιανάκης ΤΜΗΜΑ ΠΟΛ/ΚΩΝ ΜΗΧ/ΚΩΝ Εξέταση : , 12:00-15:00 ΤΟΜΕΑΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ

ΑΣΚΗΣΗ 6. Διαλέγουμε ως υπερστατικά μεγέθη τις κατακόρυφες αντιδράσεις στις τρεις αριστερές στηρίξεις.

Μέθοδος των Δυνάμεων

2.1 Παραμορφώσεις ανομοιόμορφων ράβδων

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2016

ΠΠΜ 220: Στατική Ανάλυση Κατασκευών Ι

Μέθοδος των Δυνάμεων (συνέχεια)

ΕΠΙΛΥΣΗ ΥΠΕΡΣΤΑΤΙΚΩΝ ΦΟΡΕΩΝ Μέθοδος Cross. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

Κεφάλαιο 1 Πάγιοι ατενείς φορείς υπό εξωτερικά φορτία και καταναγκασμούς

ΑΣΚΗΣΗ 9 - ΧΩΡΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ

ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

Ενότητα: Υπολογισμός διατμητικών τάσεων

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1. ΟΙ ΓΡΑΜΜΙΚΟΙ ΦΟΡΕΙΣ Εισαγωγή Συστήματα συντεταγμένων. 7

Ενεργειακές Μέθοδοι Υπολογισμού Μετακινήσεων (συνέχεια)

ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ

Π A N E Π I Σ T H M I O Θ E Σ Σ A Λ I A Σ TMHMA MHXANOΛOΓΩN MHXANIKΩN

Κεφάλαιο 3 Κινητοί ατενείς φορείς με απολύτως στερεά τμήματα

ιαλέξεις Τρίτη, 2, Τετάρτη, 3, Παρασκευή 5 komodromos@ucy.ac.cy Πέτρος Κωµοδρόµος

ΖΗΤΗΜΑ 1 ο (μονάδες 3.0)

Ενεργειακές Μέθοδοι Υπολογισμού Μετακινήσεων (συνέχεια)

Κεφάλαιο 2 Κινητοί ατενείς φορείς με ή χωρίς ελαστικές στηρίξεις/πακτώσεις

ΕΠΩΝΥΜΟ :... ΟΝΟΜΑ :... ΒΑΘΜΟΣ:

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018

Κεφάλαιο 4 Συγκριτική επίλυση φορέων με και χωρίς ατένεια

Α.Π.Θ.- ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ- ΣΤΑΤΙΚΗ ΙΙΙ - 19 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2008

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μηχανική Ι. Ενότητα 6: Ασκήσεις. Κωνσταντίνος Ι.

Πειραματική Αντοχή Υλικών Ενότητα:

Ενότητα ΑΡΧΕΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΤΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΙΙ

AΛΥΤΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2010

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

ΖΗΤΗΜΑ 1 ο (μονάδες 3.0)

ΟΛΟΣΩΜΑ ΙΣΟΣΤΑΤΙΚΑ ΠΛΑΙΣΙΑ Υπολογισμός αντιδράσεων και κατασκευή Μ,Ν, Q. Διδάσκων: Γιάννης Χουλιάρας

ΑΣΚΗΣΗ 14. Για το πλαίσιο του σχήματος με τεθλασμένο ζύγωμα ζητείται να μορφωθούν τα διαγράμματα M, Q, για τη δεδομένη φόρτιση.

Ενεργειακές Μέθοδοι Υπολογισμού Μετακινήσεων

ΛΥΣΕΙΣ άλυτων ΑΣΚΗΣΕΩΝ στην Αντοχή των Υλικών

Μέθοδοι των Μετακινήσεων

Πλαστική Κατάρρευση Δοκών

Π. Ασβεστάς Γ. Λούντος Τμήμα Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων

3.2 Οδηγίες χρήσης του προγράμματος πεπερασμένων στοιχείων RATe ΟΔΗΓΙΕΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΟΥ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ RATe

ιαλέξεις Παρασκευή 8 Οκτωβρίου,, Πέτρος Κωµοδρόµος Στατική Ανάλυση των Κατασκευών Ι 1

20/10/2016. Δρ. Σωτήρης Δέμης. Εργαστηριακές Σημειώσεις Κάμψη Ξυλινης Δοκού. Πανεπιστημιακός Υπότροφος

Νοέμβριος Άσκηση 5 Δίνεται αμφίπακτη δοκός μήκους L=6,00m με διατομή IPE270 από χάλυβα S235.

Σημειώσεις του μαθήματος Μητρωϊκή Στατική

ΠΠΜ 220: Στατική Ανάλυση των Κατασκευών Ι

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗ *

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2018

ΒΑΘΜΟΣ : /100, /20 ΥΠΟΓΡΑΦΗ:..

5. Μέθοδοι δυσκαμψίας (μετακινήσεων) για την ανάλυση πλαισιακών κατασκευών

ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ-ΕΠΙΠΕΔΑ ΠΛΑΙΣΙΑ

Περίληψη μαθήματος Ι

Σέρρες Βαθμολογία:

Τα θέματα συνεχίζονται στην πίσω σελίδα

ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΤΟΧΗΣ ΥΛΙΚΩΝ. Γεώργιος Κ. Μπαράκος Διπλ. Αεροναυπηγός Μηχανικός Καθηγητής Τ.Ε.Ι. ΚΑΜΨΗ. 1.

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ- 2015

8. Μέθοδοι δυσκαμψίας (μετακινήσεων) για την ανάλυση πλαισιακών κατασκευών

ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ/ ΙΟΥΝΙΟΥ 2014

ΠΠΜ 220: Στατική Ανάλυση των Κατασκευών Ι

ΔΟΚΙΜΗ ΛΥΓΙΣΜΟΥ. Σχήμα 1 : Κοιλοδοκοί από αλουμίνιο σε δοκιμή λυγισμού

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι ΕΠΙΠΕ ΟΙ ΙΚΤΥΩΤΟΙ ΙΣΟΣΤΑΤΙΚΟΙ ΦΟΡΕΙΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΜΟΡΦΩΣΗ ΙΚΤΥΩΜΑΤΩΝ

ΕΛΑΣΤΙΚΟΣ ΛΥΓΙΣΜΟΣ ΥΠΟΣΤΥΛΩΜΑΤΩΝ

Κεφάλαιο 5 Φορείς με στοιχεία πεπερασμένης δυστένειας

ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ ΕΛΕΥΘΕΡΩΣΕΙΣ ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΩΝ ΜΗΤΡΩΩΝ ΣΤΙΒΑΡΟΤΗΤΑΣ

Π. Ασβεστάς Γ. Λούντος Τμήμα Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων

Transcript:

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Τμήμα Πολιτικών Έργων Υποδομής Μάθημα: Στατική ΙΙ 3 Ιουλίου 202 Διδάσκων: Τριαντ. Κόκκινος, Ph.D. ΛΥΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ( η περίοδος εαρινού εξαμήνου 20-2) ΘΕΜΑ ο (30%) Ο υπερστατικός φορέας του σχήματος καταπονείται από θερμικά φορτία και υποχώρηση της στήριξης στον κόμβο #. Το εξωτερικό περιβάλλον του φορέα βρίσκεται σε θερμοκρασία T εξ. = 0 C, ενώ ο εσωτερικός χώρος σε θερμοκρασία T εσ. = 20 C. Η πάκτωση # υποχωρεί κατά d = 2 cm. Τα τρία μέλη του φορέα έχουν την ίδια διατομή ύψους h = 20 cm, 2 το ίδιο μέτρο ελαστικότητας με EI = 8 0 knm και για όλα ο συντελεστής θερμικής -5 - διαστολής δίνεται a = 0 ( C). Να επιλυθεί ο φορέας χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των παραμορφώσεων και συγκεκριμένα: (α) Να υπολογισθούν οι καμπτικές ροπές στα άκρα των τριών μελών του φορέα. (β) Να υπολογισθούν οι αντιδράσεις στις στηρίξεις του φορέα. (γ) Να σχεδιασθεί το διάγραμμα ροπών του φορέα., Ιουλ. 202 / 6

ΑΚΡΑΙΕΣ ΔΡΑΣΕΙΣ ΑΜΦΙΠΑΚΤΩΝ ΔΟΚΩΝ A 2EI L 6EI = ( 2f + f2), QA = ( f + f2) L 2 B 2EI L f f 6EI = ( + 2 2), Q B = f + f2 L 2 A 6EI = ( d2 - d), QA = ( d2 - d) L 2 2EI L 3 B 6EI = ( d2 - d), QB = ( d2 - d) L 2 2EI L 3 T εξ. A aei = dt, B h aei =- dt h T εσ. d T = T - T εσ. εξ. Επίλυση: Άγνωστο μέγεθος παραμόρφωσης είναι η στροφή f στον κόμβο #2 (αριστερόστροφη). Μέλος -2: Q Q -5 2EI 6EI 0 EI EI 3EI EI = f+ 0.02 + ( 20-0) = f+ - (α) 8 8 0.20 600 000 2 2 2-5 EI 6EI 0 EI EI 3EI EI = f+ 0.02 - ( 20-0) = f+ + (β) 8 8 0.20 2 600 000 2 2 2 6EI 2EI 3EI 3EI = f+ 0.02 Q = f+ (γ) 8 8 32 600 2 2 3 2 6EI 2EI 3EI 3EI = f+ 0.02 Q = f+ (δ) 8 8 32 600 2 2 3 2 ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 2 / 6

Μέλος 2-3: -5 EI 6EI 0 EI 3EI EI 23 = f- 0.02 + ( 20-0) 2 23 = EIf- - (2α) 0.20 00 000 Q Q -5 2EI 6EI 0 EI EI 3EI EI = f- 0.02 - ( 20-0) = f- + (2β) 0.20 2 00 000 32 2 32 6EI 2EI 3EI 3EI = f- 0.02 Q = f- (2γ) 8 800 23 2 3 23 6EI 2EI 3EI 3EI = f- 0.02 Q = f- (2δ) 8 800 32 2 3 32 Μέλος 2-: -5 EI 0 EI 2 = f+ ( 20-20) 2 = EIf (3α) 0.20 Q Q -5 2 0 = EI f- EI ( 20-20) = EI f (3β) 0.20 2 2 2 6EI 3EI = f Q = f (3γ) 8 2 2 2 6EI 3EI = f Q = f (3δ) 8 2 2 2 Προσδιορισμός της άγνωστης στροφής: Η άγνωστη f υπολογίζεται από την ισορροπία των ροπών στον κόμβο #2. Η εξίσωση αυτή γράφεται ως εξής: S = 0 + + = 0 2 2 23 2 æei 3EI EI ö æ 3EI EI ö f + + + EIf- - + ( EIf) = 0 ç è 2 600 000 ø çè 00 000 ø 5EI 3EI 3EI 9 f+ - = 0 f = = 0.00225 rad 2 600 00 000 () Γνωρίζοντας πλέον τη στροφή μπορούν να προσδιορισθούν τα ακραία εντατικά μεγέθη των μελών του φορέα αντικαθιστώντας τη τιμή της στροφής στις Εξ. (), (2) και (3). ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 3 / 6

Υπολογισμός των ακραίων εντατικών μεγεθών των μελών του φορέα Μέλος -2: EI 9 3EI EI 23 = + - = 8 0 000 600 000 6000 2 2 = 5 knm (5α) 2 EI 9 3EI EI 32 = + + = 8 0 2 000 600 000 8000 2 2 = 320 knm (5β) 2 3EI 9 3EI 87 Q2 = Q2 = + Q2 = Q2 = 8 0 32 000 600 28000 Q = Q = 5.375 kn (5γ) 2 2 Μέλος 2-3: 9 3EI EI 25 23 = EI - - 23 =- 8 0 000 00 000 000 =- 500 knm (6α) 23 EI 9 3EI EI 3 = - + =- 8 0 2 000 00 000 8000 32 32 =- 30 knm (6β) 32 3EI 9 3EI 93 Q23 = Q32 = - Q23 = Q32 =- 8 0 8 000 800 32000 Q = Q =- 232.5 kn (6γ) 23 32 Μέλος 2-: 9 9 2 = EI 2 = 8 0 000 000 2 = 80 knm (7α) EI 9 8 0 9 2 = 2 = 2 = 90 knm (7β) 2 000 2 000 ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 / 6

3EI 9 27 Q2 = Q2 = Q2 = Q2 = 8 0 8 000 32000 Q = Q = 67.5 kn (7γ) 2 2 Ισορροπία του κόμβου #2: S = 0 + + = 0 2 2 23 2 320 knm + - 500 knm + 80 knm = 0 (8α) S F = 0 Q -Q - N = 0 5.375 kn - - 232.5 kn + R = 0 y 2 23 2 y 5.375 kn - - 232.5 kn + R = 0 R =- 286.875 kn (8β) y y S F = 0 - N + N - Q = 0 - N + N - 67.5 kn = 0 x 2 23 2 2 23 - N + N = 67.5 kn (8γ) 2 23 Ισορροπία ολόκληρου του φορέα (εναλλακτικός τρόπος προσδιορισμού R y ): S F = 0 - N + N - Q = 0 - N + N - 67.5 kn = 0 x 2 32 2 2 23 - N + N = 67.5 kn (9α) 2 23 S F = 0 Q - Q + R = 0 5.375 kn - - 232.5 kn + R = 0 y 2 32 y y 5.375 kn - - 232.5 kn + R = 0 y R =-286.875 kn (9β) y S = 0 + + + 8m R -m Q -2m Q = 0 2 32 2 y 2 32 5 knm + - 30 knm + 90 knm + 8 m -286.875 kn - m 67.5 kn -2 m - 232.5 kn = 0 5-30 + 90-2295 - 270 + 2790 knm = 0 (9γ) Ο υπολογισμός των αξονικών δυνάμεων των μελών -2 και 2-3 δεν είναι δυνατόν να επιτευχθεί, εφόσον εξ αρχής θεωρήθηκε ότι η αξονική παραμόρφωση των μελών του φορέα είναι αμελητέα και επιπλέον επειδή τα μέλη -2 και 2-3 είναι πάνω στην ίδια ευθεία. Συνεπώς, στην παρούσα κατάσταση προσδιορίζεται μόνο μία σχέση μεταξύ των N 2 και N 23, όπως αυτή που δίνεται στην Εξ. (8γ) και επαληθεύθηκε με την Εξ. (9α). ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 5 / 6

Διάγραμμα Ελευθέρου Σώματος του φορέα 5 knm T εξ. = + 0 C 30 knm N 2 2 3 N 32 EI EI 5.375 kn T εσ. = + 20 C EI T εσ. = + 20 C 232.5 kn m δ =2cm 67.5 kn 90 knm 286.875 kn 8 m m Διάγραμμα Καμπτικών Ροπών του φορέα 30 5 2 80 3 [ ] (knm) + 320 +90 +500 ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 6 / 6

ΘΕΜΑ 2 ο (5%) () Να σχεδιασθούν τα διαγράμματα αξονικών δυνάμεων [N], τεμνουσών δυνάμεων [Q] και καμπτικών ροπών [] του παρακάτω πλαισιωτού φορέα. Να υπολογισθούν οι τιμές και οι αντίστοιχες θέσεις της μέγιστης θετικής ροπής κάμψης (δύο τιμές). (2) Επιπλέον, ζητείται να προσδιορισθεί η βύθιση w της άρθρωσης # εάν δίνεται ότι τα 8 2 μέλη του φορέα έχουν μέτρο ελαστικότητας E = 2 0 kn/ m και διατομή με πλάτος b = 30 cm και ύψος h = 0 cm. w kn =ò dx και f knm 0 EI =ò 0 dx EI Επίλυση: Οι αντιδράσεις του φορέα προσδιορίζονται από τις τρεις εξισώσεις ισορροπίας του φορέα και τις δύο εξισώσεις μηδενισμού της καμπτικής ροπής στις αρθρώσεις των κόμβων # και #5 (η φορά των αντιδράσεων δίνεται στο επόμενο σχήμα): κάτω 5 7x 7x S = 0 R m -80 kn 2 m = 0 R = 0 kn () δεξιά S = 0 R 6m + R m -80kN 2m - 0 kn/ m 6m 3m = 0 7y 7x 6R + 60 kn -60 kn - 80 kn = 0 R = 30 kn 7y 7y (2) S F = 0 R + R - 80 kn = 0 R + 0 kn - 80 kn = 0 x x 7x x R = 0 kn (3) x ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 7 / 6

R x = 0 kn = 200 knm R y = 80 kn R 7x = 0 kn R 7y = 30 kn S F = 0 R + R -30kN -20 kn/ m 6m -0 kn/ m 6m = 0 y y 7y R + 30 kn -30 kn -20 kn - 60 kn = 0 R = 80 kn () y y S = 0 + R7 y 0m -30kN m + 80kN 2m - 20 kn/ m 6m m - 0 kn/ m 6 m 7 m = 0 + 300 knm - 20 knm + 60 knm -20 knm - 20 knm = 0 = 200 knm (5) Ένας έλεγχος των αποτελεσμάτων μπορεί να γίνει παίρνοντας για παράδειγμα ισορροπία ροπών σε κάποιο άλλο σημείο του φορέα ή μηδενίζοντας τη ροπή στις αρθρώσεις για το τμήμα του φορέα που δεν χρησιμοποιήθηκε στις Εξ. () και (2). Για το σκοπό αυτό επιλέγεται η εξίσωση ισορροπίας ροπών όλου του φορέα στο κόμβο #2: S = 0 + R m + R 0 m + R m -30 kn m -80 kn 2 m 2 x 7y 7x - 20 kn/ m 6 m m - 0 kn/ m 6 m 7 m = 0 200 + 60 + 300 + 60-20 -60-20 - 20 = 0 820-820 = 0 (6) ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 8 / 6

Διάγραμμα Αξονικών Δυνάμεων του φορέα R x = 0 kn = 200 knm R y = 80 kn R 7x = 0 kn R 7y = 30 kn [ N ] (kn) ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 9 / 6

Διάγραμμα Τεμνουσών Δυνάμεων και Καμπτικών Ροπών του φορέα R x = 0 kn = 200 knm R y = 80 kn R 7x = 0 kn R 7y = 30 kn [ Q] (kn) q 2 /8 = 0 q 2 /8 = 0 q 2 /8 = 5 [ ] (knm) ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 0 / 6

Όπως φαίνεται και από το διάγραμμα ροπών του φορέα, τα σημεία στα οποία εμφανίζεται τοπικά μέγιστη θετική ροπή κάμψης είναι το μέσον του τμήματος -5 και ο κόμβος #6, με τιμές 5 knm και 80 knm, αντίστοιχα. Ζητείται επίσης να προσδιορισθεί η βύθιση w της άρθρωσης # όταν τα μέλη του φορέα 8 2 έχουν μέτρο ελαστικότητας E = 2 0 kn/ m και διατομή πλάτους b = 30 cm και ύψους h = 0 cm. Η ζητούμενη αυτή παραμόρφωση θα υπολογισθεί με τη μέθοδο του μοναδιαίου φορτίου (Αρχή Δυνατών Έργων), σύμφωνα με την οποία προκειμένου να προσδιορισθεί η εγκάρσια μετατόπιση του κόμβου # (βύθιση) επιβάλλεται στο φορέα μοναδιαία δύναμη στο σημείο αυτό και με διεύθυνση αυτή της ζητούμενης μετατόπισης, δηλαδή εγκάρσια. Η σχέση υπολογισμού της μετατόπισης είναι: w kn = ò dx = dx 0 EI EI ò0 (7) στην οποία είναι το διάγραμμα ροπών του φορέα για τη δεδομένη φόρτιση του φορέα και το διάγραμμα ροπών για εγκάρσιο μοναδιαίο φορτίο στον κόμβο #. Τα ολοκληρώματα των γινομένων των ροπών για κάθε τμήμα του φορέα προσδιορίζονται από τον πίνακα που ακολουθεί και ο οποίος δίνεται στην εκφώνηση του προβλήματος. Τιμές ολοκληρωμάτων ò 0 dx j k j k k k k 0 j j j k j k 2 j ( + 2) k ( 2j ) + j2 2 k j j 6 j 2 2 2 j2 j j 3 k( j + j3 + j2) k( j + 2j3) 6 6 ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 / 6

Οι αντιδράσεις του φορέα για μοναδιαία φόρτιση προσδιορίζονται από τις ίδιες εξισώσεις που χρησιμοποιήθηκαν κατά την προηγηθείσα ανάλυση για τη συνολική φόρτιση (Εξ. έως 5): κάτω 5 7x 7x S = 0 R m = 0 R = 0kN (8) δεξιά S = 0 R7y 6m + R7x m = 0 R7y = 0kN (9) S F = 0 R + R = 0 R = 0kN (0) x x 7x x S F = 0 R + R - kn = 0 R = kn () y y 7y y S = 0 + R 0m -kn m = 0 = knm (2) 7y Διάγραμμα Ελευθέρου Σώματος και Καμπτικών Ροπών του φορέα για μοναδιαία φόρτιση kn 3 2 5 6 R x = 0 kn = knm R y = kn 7 R 7x = 0 kn R 7y = 0 kn 2 m m 6 m 0 [ ] (knm) ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 2 / 6

Η βύθιση w της άρθρωσης # υπολογίζεται από την Εξ.(7): æ ö w kn = ç dx = dx + dx EI çèò 0 ø EI ò0 EI ò 0 μέλος -2 μέλος 2- = EI ( τραπέζιο στο 2, - διάγραμμα Μ) ( ορθογώνιο στο 2, - διάγραμμα Μ) υπολογίζεται από τη σχέση στο κελί (2,) του πίνακα + EI ( παραβολή στο 2, - διάγραμμα Μ) ( τρίγωνο στο 2, - διάγραμμα Μ) υπολογίζεται από τη σχέση στο κελί (3,2) του πίνακα = m (- knm ) é( - 200) + (-360) ùknm EI 2 ë û + m (- knm ) é( - 00) + 2( -60) ùknm EI 6 ë û (3) Η ροπή αδράνειας I υπολογίζεται από τις διαστάσεις της ορθογωνικής διατομής των μελών: I 3 3 bh 0.3 0. - = = m = 6 0 m () 2 2 Συνεπώς, από την Εξ. (3) προκύπτει η τιμή της ζητούμενης μετατόπισης: w = (-8)(- 560) knm + (-8)(-720) knm EI EI 3 3 3 600 = ( 8)( 800) knm = knm EI 3 3 8 2 - ( 2 0 kn/ m )( 60 m ) w = 0.02 m = 2 cm (5) ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 3 / 6

ΘΕΜΑ 3 ο (25%) Για τη συνεχή δοκό του σχήματος να σχεδιασθούν οι γραμμές επιρροής: (α) των αντιδράσεων στις στηρίξεις # και #5, (β) της τέμνουσας δύναμης στο μέσον του τμήματος -2 και (γ) της καμπτικής ροπής στη στήριξη #. Επίλυση: Κεντρικό τμήμα της ανάλυσης για τον προσδιορισμό των γραμμών επιρροής που ζητούνται, είναι η δοκός 3--2-, η οποία στηρίζεται αυτόνομα στους κόμβους # και #2. Οι δοκοί 7-5-3 και -6-8 εξαρτώνται από τη κεντρική δοκό 3--2-.. Γραμμή επιρροής της αντίδρασης R y στη στήριξη #: Για μοναδιαία δύναμη στον κόμβο # θα είναι R y( # ) = kn, ενώ για δύναμη στον κόμβο #2 η αντίδραση στη στήριξη # θα γίνει R y( # 2) = 0kN. Οι τιμές αυτές διαμορφώνουν το ευθύγραμμο διάγραμμα μεταξύ των κόμβων # και #2 και στη συνέχεια προεκτείνοντας το διάγραμμα προς τα άκρα της δοκού 3--2-, δηλαδή προς τους κόμβους #3 και #, προσδιορίζονται από όμοια τρίγωνα οι τιμές, R y( # 3) =.5kN και R y( # ) =- 0.5kN, αντίστοιχα. Στη συνέχεια εξετάζεται η περίπτωση κατά την οποία το μοναδιαίο φορτίο βρίσκεται πάνω στην στήριξη #5, όπου τότε είναι προφανώς R y( # 5) = 0kN, καθώς και η περίπτωση με το μοναδιαίο φορτίο να έχει τοποθετηθεί στον κόμβο #6 και όπου πάλι είναι R y( # 6) = 0kN. Έτσι, έχοντας προσδιορίσει δύο τιμές της γραμμής επιρροής της αντίδρασης R y στο τμήμα της δοκού 7-5-3, τις R y( # 5) = 0kN και R y( # 3) =.5kN με τις οποίες ορίζεται το ευθύγραμμο διάγραμμα για ολόκληρο το τμήμα 7-5-3 και από όμοια τρίγωνα υπολογίζεται η τιμή R y( # 7) =- kn που αντιστοιχεί σε μοναδιαίο φορτίο στον κόμβο #7. Όμοια, αντιμετωπίζεται και η δοκός -6-8 για την οποία έχουν προσδιορισθεί οι τιμές R y( # ) =- 0.5kN και R y( # 6) = 0kN, οπότε προεκτείνοντας την ευθεία που τις ενώνει βρίσκεται η τιμή της αντίδρασης R y( # 8) = 0.25kN, η οποία αντιστοιχεί σε μοναδιαίο φορτίο στον κόμβο #8. 2. Γραμμή επιρροής της αντίδρασης R 5y στη στήριξη #5: Για μοναδιαία δύναμη στους κόμβους #, #2 και #6, οι αντίστοιχες αντιδράσεις στη στήριξη #5 θα είναι R 5 y( # ) = 0kN, R 5 y( # 2) = 0kN και R 5 y( # 6) = 0kN, ενώ για φορτίο στον ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 / 6

κόμβο #5 η αντίδραση στην στήριξη του κόμβου αυτού θα γίνει R y( # 5) = kn. Επομένως, ακολουθώντας ίδια λογική με αυτή της γραμμής επιρροής της αντίδρασης στον κόμβο #, οι τιμές που βρέθηκαν διαμορφώνουν μηδενικό διάγραμμα για το τμήμα -2 και προεκτείνοντάς το μέχρι τα άκρα της δοκού 3--2- θα προκύψουν μηδενικές επίσης τιμές στους κόμβους #3 και #. Εξετάζοντας, στη συνέχεια, την περίπτωση που το μοναδιαίο φορτίο βρίσκεται στη στήριξη #5, η αντίδραση θα είναι R 5 y( # 5) = kn και συνεπώς, διαθέτοντας δύο τιμές της γραμμής επιρροής για τη δοκό 7-5-3, τις R 5 y( # 5) = kn και R 5 y( # 3) = 0kN, ορίζεται το ευθύγραμμο διάγραμμα το τμήμα 7-5-3 και μέσω αυτού με όμοια τρίγωνα προσδιορίζεται η τιμή R 5 y( # 7) = 5/3kN για φορτίο στον κόμβο #7. Με ίδιο τρόπο αντιμετωπίζεται η δοκός -6-8 για την οποία έχουν υπολογισθεί οι τιμές R 5 y( # ) = 0kN και R 5 y( # 6) = 0kN, οπότε προεκτείνοντας το ευθύγραμμο τμήμα που ορίζεται από αυτές έως το άκρο #8, βρίσκεται η τιμή R 5 y( # 8) = 0kN, που αναφέρεται σε μοναδιαίο φορτίο στον κόμβο #8. 3. Γραμμή επιρροής της τέμνουσας δύναμης Q m στο μέσον m του τμήματος -2: Στην περίπτωση αυτή μορφώνεται, κατ αρχήν, το διάγραμμα για μοναδιαίο φορτίο στο διάστημα -2, το οποίο είναι αυτό της αμφιερείστου δοκού. Προεκτείνοντας τα ευθύγραμμα τμήματα του διαγράμματος προς τα άκρα #3 και # της δοκού 3--2-, υπολογίζονται από όμοια τρίγωνα οι τιμές της τέμνουσας δύναμης Q m( # 3) = 0.5kN και Q m( # ) =- 0.5kN, που οφείλονται σε μοναδιαίο φορτίο στους κόμβους #3 και #5, αντίστοιχα. Για τις ακραίες δοκούς ακολουθείται η ίδια διαδικασία με αυτή των προηγουμένων περιπτώσεων, δηλαδή με γνωστές τις τιμές στους κόμβους των αρθρώσεων #3 και # και δεδομένο ότι η τέμνουσα δύναμη παίρνει τις τιμές Q m( # 5) = 0kN και Q m( # 6) = 0kN όταν η δύναμη βρεθεί στους κόμβους των στηρίξεων #5 και #6, ορίζονται τα ευθύγραμμα διαγράμματα για τα τμήματα 7-5-3 και -6-8. Από όμοια τρίγωνα υπολογίζονται οι τιμές στα άκρα Q m( # 7) =- /3kN και Q m( # 8) = 0.25kN για μοναδιαίο φορτίο στους κόμβους #7 και #8, αντίστοιχα.. Γραμμή επιρροής της καμπτικής ροπής στη στήριξη #: Στην περίπτωση αυτή όπως και στις προηγούμενες, εξετάζεται πρώτα η γραμμή επιρροής για μοναδιαίο φορτίο στο διάστημα -2. Για οποιαδήποτε θέση x του φορτίου στο διάστημα αυτό, η ροπή στον κόμβο # θα είναι μηδενική, ( x ) = 0kNm. Όταν το φορτίο κινηθεί στο διάστημα 2- θα είναι πάλι μηδενική η ροπή στον κόμβο # και θα συνεχίσει να είναι για οποιαδήποτε θέση του φορτίου από τον κόμβο # έως και τον #8. Όταν το μοναδιαίο φορτίο βρίσκεται στο τμήμα 3-, θα δημιουργείται ροπή στον κόμβο #, η οποία είναι ανάλογη της απόστασης του φορτίου από τον κόμβο # και όταν αυτό βρεθεί στο άκρο #3 θα έχει τιμή ( # 3) = 2m kn = 2kNm. Για την ακραία δοκό 7-5-3 ακολουθείται η λογική που εφαρμόστηκε στις προηγούμενες περιπτώσεις, δηλαδή με γνωστή την τιμή στην άρθρωση #3 και δεδομένο ότι η καμπτική ροπή στον κόμβο # μηδενίζεται ( # 5) = 0kNm όταν η μοναδιαία δύναμη βρεθεί στη στήριξη #5, ορίζεται το ευθύγραμμο διάγραμμα για το τμήμα 5-3. Προεκτείνοντας αυτό προς τον κόμβο #7 και χρησιμοποιώντας όμοια τρίγωνα στο ακραίο τμήμα, υπολογίζεται η τιμή ( # 7) = /3kNm για μοναδιαίο φορτίο στον κόμβο #7. ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 5 / 6

7 P =kn 5 3 2 6 8 2 m 3 m 2 m m 2 m 2 m m +.5 + 7 5 2 6 +0.25 0 3 0 8 [ γ.ε. ] (kn) R y 0.5 +5/3 + [ γ.ε. ] R5 y (kn) 0 0 0 0 0 0 7 5 3 2 6 8 2 m 2 m +0.5 +0.5 +0.25 7 5 0 m 0 6 0 /3 [ γ.ε. ] (kn) Q m 3 2 8 0.5 0.5 +/3 5 3 2 6 8 7 0 0 0 0 0 0 [ γ.ε. ] (knm) 2 ΤΕΙ Αθήνας, Ιουλ. 202 6 / 6