Πώς να υπολογίσετε το διάγραμμα διατμητικής δύναμης μιας απλής δοκού?

Σε αυτό το σεμινάριο, θα δούμε να υπολογίσουμε το διάγραμμα διατμητικής δύναμης ενός απλού δέσμη. Αυτή είναι μια σημαντική έννοια που πρέπει να καταλάβουμε, καθώς η δύναμη διάτμησης είναι κάτι που πρέπει να ελεγχθεί μια δέσμη, για ασφαλή σχεδιασμό.

Τι είναι η Διατμητική Δύναμη?

Πρώτα, Τι είναι η Διατμητική Δύναμη? Τι είναι η Διατμητική Δύναμη (σε αυτήν την περίπτωση μια δέσμη). Σκεφτείτε ένα μαχαίρι που κόβει ένα καρότο. Φανταστείτε ότι η δέσμη είναι το καρότο και ένα σημειακό φορτίο είναι ένα μαχαίρι. Καθώς το μαχαίρι ασκεί δύναμη προς τα κάτω, κόβει (ή ψαλίδια) το καρότο.

Αυτές οι δυνάμεις εμφανίζονται μαζί με πολλά σημεία μιας δέσμης, και είναι σημαντικό να προσδιορίσετε πού βρίσκονται αυτά τα ψαλίδια στα μεγαλύτερα σημεία, καθώς αυτό μπορεί να είναι όπου αποτυγχάνει μια δέσμη.

Για τον υπολογισμό των διατμητικών δυνάμεων μιας δέσμης, ακολουθήστε τα παρακάτω απλά βήματα (όπως υπολογίζεται με το χέρι από το SkyCiv Beam Software). Αλλά πρώτα, μερικά πράγματα που πρέπει να σημειώσετε με αυτήν τη διαδικασία:

Ξεκινήστε με την αριστερή πλευρά της δοκού

Εάν υπάρχει ανοδική δύναμη (δηλαδή μια υποστήριξη) τότε το διάγραμμα διατμητικής δύναμης θα ξεκινήσει με αυτή τη δύναμη πάνω από τον άξονα x. Εάν υπάρχει φορτίο πτωτικού σημείου και χωρίς στήριξη, το διάγραμμα δύναμης διάτμησης θα ξεκινήσει ως αρνητικό στην τιμή του φορτίου σημείου.

Μετακινηθείτε στην ακτίνα

Καθώς συναντάτε φορτία, απλά προσθέτετε (ή αφαιρέστε) φορτώνει από την τιμή που έχετε ήδη, διατηρώντας ένα σωρευτικό σύνολο.

Είναι πολύ πιο εύκολο να γίνει κατανοητό όταν εξετάζουμε ένα παράδειγμα του τρόπου υπολογισμού ενός διαγράμματος διατμητικής δύναμης. Ας εξετάσουμε λοιπόν το ακόλουθο παράδειγμα για τον υπολογισμό του διαγράμματος δύναμης διάτμησης μιας δέσμης:

Τι είναι η Διατμητική Δύναμη – Βήμα 1:

Αφού υπολογίσετε το αντιδράσεις στα στηρίγματα στα Α και Β, ξεκινήστε το διάγραμμα διατμητικής δύναμης στην πρώτη τιμή της δύναμης που ασκείται στη δοκό. Παίρνουμε το άθροισμα όλων των κάθετων δυνάμεων, που σε αυτήν την περίπτωση, είναι μόλις + 10kN λόγω της αντίδρασης στο σημείο Α:

Τι είναι η Διατμητική Δύναμη – Βήμα 2:

Συνεχίστε να διασχίζετε τη δέσμη, σταματώντας σε κάθε φορτίο που δρα στη δέσμη. Όταν φτάσετε σε ένα φορτίο, προσθέστε στο διάγραμμα διατμητικής δύναμης το ποσό της δύναμης. Σε αυτήν την περίπτωση έχουμε φτάσει σε μια αρνητική δύναμη 20kN, οπότε θα μείνουμε 20kN από τα υπάρχοντα 10kN. δηλ. 10ΚΝ – 20kN = -10kN. Αυτό το βήμα βασίζεται σε έναν απλό τύπο δύναμης διάτμησης (άθροισμα κάθετων δυνάμεων), που εμφανίζεται στην παρακάτω εικόνα:

Τι είναι η Διατμητική Δύναμη – Βήμα 2 (Αλλεπάλληλος):

Κινούμε πάλι την ακτίνα, ερχόμαστε σε μια άλλη δύναμη; θετική αντίδραση 10kN στο υποστήριγμα Β. Πάλι, προσθέστε αυτό το + 10kN στο διάγραμμα διάτμησης (η οποία είναι επί του παρόντος στα -10kN), Αυτό θα μας φέρει σε μια διατμητική δύναμη 0. Δεδομένου ότι είμαστε στο τέλος της δέσμης, δεν θα προχωρήσουμε περαιτέρω και έχουμε το τελικό διάγραμμα διατμητικής δύναμης:

Πράγματα που πρέπει να θυμάστε:

• Το εμβαδόν κάτω από το διάγραμμα διατμητικής δύναμης πάνω από τον άξονα x πρέπει να ισούται με το εμβαδόν μεταξύ του άξονα x και το διάγραμμα διατμητικής δύναμης κάτω από τον άξονα x. δηλ. η περιοχή πρέπει να είναι μηδέν. Ελέγξτε ότι αυτό ισχύει στο παραπάνω παράδειγμα.
• Οποιαδήποτε σημεία στα οποία το διάγραμμα διατμητικής δύναμης διασχίζει τον άξονα x θα είναι μια μέγιστη ή ελάχιστη ροπή κάμψης
• Το διάγραμμα διατμητικής δύναμης πρέπει πάντα να ισούται με μηδέν και στα δύο άκρα
• Μερικοί άνθρωποι ρωτούν ή αναζητούν ένα τύπος δύναμης διάτμησης, Αυτό είναι απλά το άθροισμα των κάθετων δυνάμεων 0.

Επισκεφτείτε το επόμενο βήμα: Πώς να υπολογίσετε τα διαγράμματα ροπής κάμψης απλών υποστηριζόμενων δοκών.

Λογισμικό SkyCiv Beam

Λογισμικό ανάλυσης δέσμης SkyCiv επιτρέπει στους χρήστες να αναλύουν τις δομές δοκών εύκολα και με ακρίβεια. Μπορείτε να λάβετε μια ανάλυση του μέλους δοκού σας, συμπεριλαμβανομένων των αντιδράσεων, δύναμη διάτμησης, στιγμή κάμψης, εκτροπή, στρες, και ακαθόριστα δοκάρια σε λίγα δευτερόλεπτα.

Αν θέλετε να το δοκιμάσετε πρώτα, Δωρεάν Υπολογιστής ροπής κάμψης δέσμης είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να ξεκινήσετε, ή απλά εγγραφείτε δωρεάν σήμερα!