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
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