Файл: Морозов, В. А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач-1.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 76

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис. V III . 12. Линия влияния лишней неизвестной

Вторую часть перемещения Sw вычисляем по формуле (VIII.2) при Xh= 0; учитывая противоположные положительные направле­ ния сил Р и R по рис. V III.10, результат следует принять с обрат­

ным знаком. Будем иметь Д708я/? — 126 218. Тогда окончательно

E I $ r r = 97 748 + 126 218 = 223 966.

Далее непосредственно вычисляем ординаты линии влияния лишней неизвестной по формуле (VIII.1). Результаты приведены в табл. VIII.2. Линия влияния R графически изображена на рис. V III.12.

О пределение е д и н и ч н ы х перем ещ ений расче тно й схем ы . Для вычисления периодов и форм собственных колебаний предваритель­ но нужно определить единичные перемещения принятой расчетной схемы для точек k прикрепления сосредоточенных грузов. Их вычис­ ляют по формуле

Sv* = S v * —(--

 

( V III . 3)

где бvfc — единичные перемещения для

основной системы,

изобра­

женной на рис. VIII.8 (6„ь — перемещение точки v основной

систе­

мы поперек оси моста от силы Р = 1,

приложенной в точке k );

о — единичные перемещения для основной системы от силы Р = 1 ; Rh — значения лишней неизвестной при^диничной силе Р в точке /г.

Значения единичных перемещений

 

основной

системы при

расположении

внешней силы

на пролетном строении

(точки

k = l , 2, ...,

11)

вычисляют по формуле Максвелла — Мора.

Разде­

ляя, как и выше, полулролет на

пять участков с постоянной жест­

костью, для

8vft

получим выражение

 

 

 

 

 

 

 

г мM^Mpdxет рах

сп титрахM.,Mpdx

d

-Т7 - п

 

 

 

 

r>

M^Mpdx

 

 

Ъ.,ь= -

Т0

Ч

/,

 

4

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

г7 титрахM 4M pdx

XRг»

M.,Mpdx

k = l ,

2 , . . . ,

11).

(VIII.4)

 

 

 

 

 

(v,

Л

228


Знамения

единичных

перемещений

8vft

при

расположении

единичной

силы на опоре

(£=12,

13,

14) вычисляем по форму­ ле приложения I. Учиты­ вая соотношение между /и и /о и значение 1/1—с

= 2,325, по формуле (3)

получим

£/0ifvft= 3 3 4 600 X

X { — 1,9183 + 0,7557 X

X^ - 2 , 3 2 5 - ^ - X

кк

X

+ 1,1625 X

X ( + -

4,0823 +

+ 3’080 7 ( + + Т ) +

+ 2 , 3 2 5 ^ ' ^ 1

J

X

 

 

к

к

 

 

 

X In 0,5699 + 0,4301^-'

)■

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(VII .5)

 

Значения

перемещений 6,R для точек v = l, 2, ...,

11 совпадают

со значениями о,*,

 

-вычисленными по формуле (VII 1.4) при k = 6.

Значения

blR

для точек v= 12, 13, 14 вычисляем

по формуле

(VII 1.5) при хн 0.

 

 

 

Значения Rk принимаем по табл. VIII.2.

Результаты вычислений по формулам (VIII.3) — (VIII.5) приве­ дены в табл. VIII.3 *.

В ней даются значения £706уй. Учитывая симметричность матри­ цы единичных перемещений (6й, = 8„ й), в таблице даны перемеще­

ния только для точек v.^'/г.

 

 

 

Полученные

единичные

перемещения

изображены

на

рис. VIII. 13. Данные на этом

рисунке графически представляют

* Эти вычисления весьма трудоемки. Все приведенные выше вычисления еди­ ничных перемещений могут быть выполнены на ЭЦВМ с помощью стандартных программ для расчета стержневых систем.

2 2 9


упругие линии прогибов пролетного строения и опоры системы, изо­ браженной на рис. VIII.7 от силы Р = 1, расположенной в точках v. Их можно рассматривать так же, как упругие линии исходной сис­ темы (рис. VIII.2) от двух сил Р = 1, расположенных в точках v симметрично относительно середины пролета.

Общее очертание упругих линий, приведенных на рис. VIII. 13, соответствует физической картине деформирования моста в попе­ речном направлении, а их плавность свидетельствует о правильно­ сти вычисления единичных перемещений.

Определение периодов и форм собственных поперечных колеба­

ний. Для определения периодов и форм собственных колебаний вычисляем собственные числа Хг и координаты собственных векто­ ров Xik матрицы вида

[ /72A 8 vft] 1 ,

где nik — сосредоточенные массы по табл.

V III.1

(как было указа­

но выше, массу т и нужно принять

с коэффициентом 0,5);

Svfc-— единичные перемещения по табл. VIII.3;

д=14 — порядок

матрицы (число степеней свободы системы).

 

Определение собственных чисел и координат собственных векто­ ров произведено с помощью ЭЦВМ «Раздан-2» по программе опре­ деления сейсмических нагрузок по матрицам единичных перемеще­ ний и масс, которая скорректирована Тбилисским зональным науч­ но-исследовательским институтом типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (ТбилЗНИИЭП) *.

Исходная информация для вычислений на машине была пред­ ставлена в виде матрицы-столбца масс в Т~1 сек2 н матрицы еди­

ничных перемещений

[о,Ц? в м Г-1.

 

Для получения

элементов

этой матрицы

числа, данные в

табл. VIII.3, умножали на величину

 

= ---------

1---------

= 0,283 •1СГ6 Г -1

м~\

Е10 3500 000-1010

 

 

Машиной были определены первые три собственные числа: А,|, Х% Хз и координаты соответствующих собственных векторов X ih, X2h, Xah (k — l, 2, ..., 14). Напомним, что они соответствуют сим­ метричным формам собственных колебаний исходной расчетной схемы (см. рис. VIII.2).

* Вышеуказанная программа требует, чтобы точки системы были занумерова­ ны по условию б11<622 < 6пп. Для этого в ходе вычислений была введена но­ вая временная нумерация точек, которую мы здесь не приводим. При других про­ граммах указанное условие не обязательно.

230


Собственные числа, опре­ деленные машиной, приве­ дены в табл. VIII.4. Там же даны круговые частоты и пе­ риоды колебаний первых трех собственных форм, вычисленные по форму­ лам:

 

 

Т а б л и ц а V I I I . 4

S

 

Круговые

Собственные

о.

Собственные

частоты

периоды Т-}

о

•&

числа Л.

о.1

сек

 

2

 

 

 

1

0,00718283

11,7992

0,5325

2

0,00015029

81,5713

0,07703

3

0,000019689

225,3675

0,02788

?/ = — L r

2, 3);

Vh

 

 

Т t = 2n У хТ (г = 1 , 2 , 3 ) .

Координаты собственных векторов, вычисленные машиной, при­ ведены в табл. VIII.5. Они определяют формы собственных колеба­

ний. Напомним,

что Xik есть ордината упругой линии г-го собствен­

ного

колебания в точке k. Все

формы

нормированы по условию

Kj,n =

l (с точностью до знака). Полученные формы колебаний изо­

бражены на рис. V III.14.

 

 

 

 

 

 

 

Для контроля вычислений производим проверку выполнения

условий ортогональности

(см.

§

II.1). С этой целью сопоставляем

значения ЪпиХ^Х^ и X1mh\XihXjk\ для всех

пар

форм колебаний.

 

К

К

сумм производим

по условным

массам

Для простоты вычисление

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а VIII.5

 

Ординаты форм собственных

 

 

Значения

Xj k

 

 

колебаний

 

 

 

 

 

 

 

 

Условные

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

массы

 

/= 1

/=1

 

 

i=i

1=2

/=3

 

 

i = 2

 

 

 

 

 

 

 

 

7-2

i= 3

j = з

 

 

 

 

 

 

 

1

0,06514

0,18280

0,33612

1,00

0,01191

0,02189

0,06144

2

0,20808

0,54866

0,91324

1,00

0,11416

0,19003

0,50106

3

0,34610

0,80000

1,02857

1,00

0,27688

0,35599

0,82286

4

0,47653

0,88075

0,63928

1,00

0,41970

0,30464

0,56305

5

0,59590

0,76786 — 0,01881

1,19

0,54451 —0,01334 —0,01718

6

0,70411

0,49274 —0,56681

2,04

0,70776

—0,81416 —0,56975

7

0,80339

0,13730 —0,81051

1,19

0,13127

—0,77488 —0,13243

8

0,88653

—0,26444 —0,54480

1,00

—0,23443 —0,48298 +0,14407

9

0,94824

—0,63516

0,10073

1,00

—0,60228

0,09552 —0,06398

10

0,98647

—0,90042

0,72652

1 ,00

—0,88824

0,71669 —0,65418

11

1,00000

— 1,00000

1,00000

0,545

—0,54500

0,54500 —0,54500

12

0,51838

0,38513 —0,75214

0,27

0,05390 —0,10527 —0,07821

13

0,19317

0,15411 —0,59209

0,33

0,00982 —0,03774 —0,03011

14

0,02449

0,02311 —0,16337

0,39

0,00022 —0,00156 —0,00147

 

 

 

YmkX ikX jk

0,00018 —0,00017

0,00017

 

 

 

2mk 1 X ikX jk |

4,54008

4,45969

4,18479

231