Click here to load reader

TEHNIČKE MEHANIKE II - rc5.gaf.ni.ac.rsrc5.gaf.ni.ac.rs/dec/mehanika/homes/mehanika/Tehnicka mehanika II... · PDF filePredavanja iz Tehničke mehanike II školska 2009/2010 2 dr

  • View
    257

  • Download
    6

Embed Size (px)

Text of TEHNIČKE MEHANIKE II - rc5.gaf.ni.ac.rsrc5.gaf.ni.ac.rs/dec/mehanika/homes/mehanika/Tehnicka...

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 1

    AUTORIZOVANA PREDAVANJA

    IZ

    TEHNIKE MEHANIKE II ZA STUDENTE ARHITEKTURE

    Marina Mijalkovi

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 2

    TEHNIKA MEHANIKA II

    UVOD

    1. ZADATAK STATIKE Delatnost graevinskog inenjera i inenjera arhitekture je usredsreena na graevinske objekte. U nastajanju i trajanju objekta postoje etiri faze i to:

    planiranje, projektovanje, graenje i odravanje.

    Svaka od ovih faza podrazumeva timski rad u kome je inenjer saradnik ili rukovodioc. Svi graevinski objekti imaju glavne celine kao to su nosei sistem, zavrni radovi i oprema. Poznavanje noseeg sistema ili konstrukcije je potrebno za delovanje inenjera u bilo kojoj od navedene etiri faze. Najsloeniji zadatak je planiranje i proraun konstrukcije to se zajedno naziva projektovanje konstrukcije. Projektovanje konstrukcije podrazumeva:

    Kreiranje geometrijskog oblika ujedno i vrste konstrukcije, Osiguranje geometrijske nepromenljivosti, odnosno kinematike stabilnosti, Predvianje optereenja, Izbor poetnih dimenzija, Proraun mehanike otpornosti i stabilnosti, Potvrivanje dimenzija i reenje detalja.

    Dananje doba je obeleeno itavim nizom impresivnih konstrukcija kao to su:

    Most Akashi Kaikyo u Japanu, Most Oresund izmeu Danske i vedske, Sustav morskih brana u Holandiji, Brana na utoj rjeci u Kini, Niz solitera u SAD, Hong Kongu, Kuala Lumpuru, Televizijski tornjevi u Torontu i Moskvi, Podmorski tunel ispod kanala La Mana.

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 3

    2. VRSTE KONSTRUKCIJA

    Izraz konstrukcija u najuem tehnikom smislu podrazumeva mehaniki sklop koji je sposoban da prihvati i stabilno prenese optereenja na referentnu podlogu. Dakle konstrukciju ine njena geometrija i njeno optereenje. Geometriju konstrukcije ine prostorni poloaj, elementi i njihovi preseci i svojstva materijala, nain spajanja, vezivanja i oslonci. U geometriju konstrukcije spada i svojstvo linearnosti i nelinearnosti a sa tim u vezi i konzervativnost i nekonzervativnost. Poseban segment geometrije konstrukcije je kinematika konstrukcije. Pod kinematikom konstrukcije podrazumeva se svojstvo kinematike stabilnosti i labilnosti. Do tih svojstava se dolazi idealizacijom konstrukcije na kinematiki kruta tela, materijalne take, zatim idealizacijom veza i kinematikom analizom takvog sklopa. Pod optereenjem konstrukcije podrazumeva se prostorni raspored, noenje optereenja i promene izazvane deformisanjem konstrukcije kao i svojstvo konzervativnosti i nekonzervativnosti optereenja. Konstrukcije se razlikuju: (1) prema obliku osnovnih dlova konstrukcije, (2) prema nivou kinematike stabilnosti, (3) prema poloaju konstrukcije u prostoru i (4) prema iskoristivosti delova konstrukcije. Podela konstrukcija prema obliku nosivih delova U tom smislu razlikuju se linijske, povrinske, masivne i sloene konstrukcije. Pod linijskim konstrukcijama podrazumevaju se one koje se sastoje iz delova ije se dve dimenzije (dimenzije poprenog presjeka) mogu zanemariti u odnosu na treu dimenziju tj. duinu. ematski prikaz pojedinog dela konstrukcije je linija. U ove konstrukcije spadaju lananice, lanani poligoni, reetke, grede, stubovi, okviri, lukovi, rotilji i njihove kombinacije. Primeri linijskih konstrukcija prikazani su na crteu

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 4

    U povrinske konstrukcije spadaju one ija se jedna dimenzija, debljina, moe zanemariti u odnosu na druge dve. To su ploe, membrane i ljuske kao i njihove kombinacije. Primeri povrinskih konstrukcija prikazani su na sledeoj slici.

    U masivne konstrukcije spadaju sve one iji su delovi takvi da su im sve tri dimenzije istoga reda veliine. Primeri masivnih konstrukcija prikazani su na sledeoj slici.

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 5

    Sloene konstrukcije odnosno meovite konstrukcije nastaju kao kombinacija prethodnih vrsta. Primeri sloenih konstrukcija prikazani su na slici.

    Podela konstrukcija prema stepenu kinematike stabilnosti U ovoj podeli razlikuju se statiki odreene i statiki neodreene konstrukcije. Statiki odreene konstrukcije su one koje su kinematiki stabilne, ali uz minimalni broj veza. Statiki neodreene konstrukcije su one koje su kinematiki stabilne, ali imaju vie od minimalnog broja veza. U tradicionalnoj statici ova podela bila je veoma vana jer su se metode prorauna razvijale razliito za odreene i neodreene konstrukcije. Zahvaljujui pojavi raunara i prikladnih metoda, razlika u postupcima prorauna se izgubila jer se one jednako primijenjuju na statiki odreene i statiki neodreene konstrukcije.

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 6

    Vanost ove podele ostaje aktuelna zbog dokazivanja nivoa kinematike stabilnosti, i zbog bitno razliitih posledica delovanja nekih vrsta posrednih optereenja na statiki odreene i neodreene konstrukcije. Podela konstrukcija prema dimenzionalnosti u prostoru U ovoj podeli razlikuju se konstrukcije u ravni i konstrukcije u prostoru. Kada su svi elementi konstrukcije u jednoj ravni kao i sva optereenja, tada se obino takav zadatak posmatra kao ravanski. Podela konstrukcija prema iskoristivosti njihovih delova U zavisnosti od rasporeda naprezanja u elementima konstrukcije pri delovanju dominantnih optereenja razlikuju se: (1) konstrukcije s jednolikim naprezanjima i (2) konstrukcije s nejednolikim naprezanjima. U konstrukcije s jednolikim naprezanjima spadaju konstrukcije s lananicama i kablovima, lukovi, reetke, ljuske i membrane, kod kojih je dominantno uzduno naprezanje. U konstrukcije s nejednolikim naprezanjima spadaju grede, okviri, ploe i platna. Kod njih je dominantno naprezanje izazvano savijanjem.

    3. STATIKA DEJSTVA Pod dejstvom na konstrukcije podrazumeva se optereenje silama, temperaturni uticaji, pomeranje oslonaca, dinamika i poarna dejstva. Sile u klasinom smislu je mogue razvrstavati po vie osnova, kao to je fiziko poreklo, promenjivost u toku vremena, geometrijski nain delovanja i redosled nanoenja itd. U odnosu na promijenjivost u toku vremena, sile se dile na statike i dinamike. Zbog sloenosti dinamikih analiza vrlo esto se dinamika delovanja na konstrukcije pojednostavnjuju i svode na ekvivalentna statika. to se tie geometrijskog naina djelovanja, sile se dijelimo na koncentrisane i raspodijeljene po linijama, na povrinama i po zapremini. Sveukupna dejstva u praktinom inenjerskom smislu se dele na: (1) stalna dejstva, (2) promenljiva dejstva i (3) udarna dejstva. Stalna dejstva predstavljaju optereenja silama sopstvene teine i svih nepokretnih delova koja se nalaze na konstrukciji. Odreuju se iz geometrije i vrste materijala od

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 7

    koga je konstrukcija i opreme. Zapreminske teine pojedinih materijala su sastavni deo tehnikih propisa i normi. Promenljiva dejstva predstavljaju optereenja koja menjaju svoj poloaj ili intenzitet, ili jedno i drugo, ali nemaju dinamiki karakter. U promenljiva dejstva se ubrajaju: (1) vozila na putnikim mostovima, (2) optereenja na eleznikim mostovima, (3) pokretne sile u zgradama, (4) udarna optereenja (vertikalna promenljiva dejstva koje izaziva pokretni teret, (5) optereenje od vetra, snega i leda, (6) pritisci tla, (7) hidrostatiki pritisci, (8) temperaturna dejstva. Udarna dejstva se dogaaju retko odnosno verovatnoa njihove pojave je mala. To su: (1) potresna dejstva, (2) poarna dejstva, eksplozije i udar vozila.

    4. STRUKTURA KONSTRUKCIJE

    Delovi konstrukcije su: (1) tapovi, (2) uad, (3) platna, (4) ploe, (5) membrane, (6) tela, (7) vorovi i oslonci. tap u irem smislu predstavlja element koji se moe predstaviti kao jednodimenzionalni. (1) tap prenosi samo podune sile, zbog ega je pravolinijski, (2) greda kao element koji prenosi sile i momente pri emu su podune sile sekundarne, (3) stub kao element koji prenosi sile i momente pri emu dominiraju podune sile. Primeri tapova prikazani su na sledeoj slici.

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 8

    (a) tapovi (b) stub (c) greda

    Uad su jednodimenzionalni elementi, promenljive geometrije koji prenose samo podune zateue sile. To su lananice i lanani poligoni, delovi kablovskih konstrukcija ili uad koja pridravaju visoke stubove i jarbole. Primeri uadi prikazani su na sledeoj slici.

    (a) lananica (b) lanani poligon (c) stub sa uadima

    Platna su delovi konstrukcije koji mogu da se predstave kao dvodimenzionalni elementi kod kojih su sva bitna optereenja i vezivanja u ravni: konzolni zid, zid sa otvorima i slino.

    (a) platno (b) zid (c) zid s otvorima

  • Predavanja iz Tehnike mehanike II kolska 2009/2010

    dr Marina Mijalkovi, vanredni profesor 9

    Ploe predstavljaju dvodimenzionalne konstruktivne delove kod kojih su optereenja uvek upravna na ravan ploe. U pogledu vezivanja, ploe se tretiraju isto kao i kruta tela. Primeri ploa prikazani su na sledeoj slici.

    (a) pravougla konzolna (b) kruna na stubu (c) kontinualna ploa Membrane predstavljaju povrinske elemente koji su zakrivljeni i dvodimenzionalni, promenljive su geometrije i prenose samo podune sile zatezanja. Primeri membrana prikazani su na sledeoj slici.

    (a) visee platno (b) balon pod pritiskom (c) jed

Search related