Расчеты деревянных элементов беседки, крыльца, навеса: стропила, опорные балки, опоры, подкосы

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Если что-то подвесить на вертикальных нитках, то и реакции будут вертикальные, вдоль ниток. Нужно только правильно подобрать расстояние между ними.
Они что, наклониться должны были, как показано желтыми линиями?

А если, например, точки крепления ниток развести в стороны, по стрелкам, реакции тоже будут вертикальные? Или вдоль ниток?

 

Хорошо. Горизонтальные рельсы под гвозди вас устроят?

 

@SergeChe, прежде чем я начал городить те горизонтальные рельсы, чтобы не делать лишнего (тот вариант мне собирать откровенно лень)... Вы же прекрасно понимаете, что и в том варианте реакции останутся вертикальными во всех вариантах, пока схема идет по обычной балке, где одна опора подвижная?
Или таки подтвердить экспериментом?

(я все еще пытаюсь определить предмет спора)


Моя позиция в том, что реакции будут вертикальным, пока схема такая. Независимо от ее наклона и поворота левой площадки.
Т. е. по сути пока одна из опор вертикальна и ограничена по одной оси.

Отклонение от оси будет тогда, когда я фактически приколочу этот лом к стене, и зависеть оно будет от того в какую сторону я гвоздем промахнусь (а при правильно размещенных тоже останется вертикальной при отсутствии деформаций стержня).

 

На стенку повешу сразу, благо вколотить пару гвоздей - это быстро:



И вот оно по прежнему всё вертикально.

(угол и развесовка в рамках относительно небольших погрешностей сохранены)

 

Собственно в том и суть, что опорные площадки определяют направление реакций, а не верчение стрелочек внутри палки без этих площадок. Вы же в том числе когда-то меня этому и учили.

Если бы реакции действовали вопреки опорным площадкам, ничто не помешало бы гвоздю в трубке встать вот так:



Ведь небольшое отклонение нитки от оси на таком большом плече требует минимальных усилий.
Но этого, вполне естественно, не происходит.

 

Ну и возвращаясь к изначальному...
Моё утверждение в том, что в этой схеме
от вертикальной нагрузки реакции будут вертикальными,
а распора в ней не может быть в принципе, поскольку она его не предполагает.



И без разницы, запилы там в стропилах или шпильки, важна схема.

 

Зря мы здесь это затеяли, надо было в технической флудилке.

Нужно придумать эксперимент, аккуратно моделирующий поставленную задачу: наклонная балка на шарнирах. Не на нитках, не на нагелях в большом отверстии. Там геометрия предопределяет результат: выставил нагели точно по размеру между центрами отверстий, или расстояние между точками крепления ниток - получил вертикальные реакции. Взял расстояние чуть больше или чуть меньше - они уже не вертикальны.
Кстати, характеризует устойчивость системы при температурных и влажностных колебаниях длины балки.

Тензометрических датчиков, у меня не нашлось.
Я попробовал такую конструкцию, очень чувствительную к горизонтальным нагрузкам:

Ось верхней тележки, которая будет шарниром, расположена точно над осью нижней тележки. Вертикальную нагрузку, выдерживает достаточно хорошо.

"Балка" приклеена к колесам хорошей монтажной лентой.

Несимметричная нагрузка на горизонтальной балке, не вызывает проблем.
Но вот пристроить гантелю на наклонную балку, мне никак не удалось, хотя она граненая. Конструкция разваливается, и всё тут.

Пришлось закрепить на балке контейнер, чтобы на последней стадии нагружения можно было добавлять нагрузку мелкими порциями, внося минимальные возмущения.

Кладем гантелю, шарики побольше, потом осторожно кладем по одному мелкие шарики.

Где-то на гантеле (1 кг) и граммов триста шариков, стойки подломились и увы, всё рухнуло.

В одной из книг у себя в библиотеке (П.А.Дмитриев, Деревянные балки и балочные клетки), я таки нашел схему опирания наклонных балок. Больше, вроде, я ее нигде не видел.
Опорные реакции не нарисованы, но по эпюрам продольной силы, и так должно быть понятно.

Хотите продолжать - давайте в технической флудилке каркасного раздела.

 

Я пожалуй напишу последнее, и на этом закончим, я не вижу развития вопроса.

Для того, чтобы что-то рассчитать нужна расчетная схема. Без этого никуда.
В расчетной схеме будут опоры, и именно они своей ориентацией определяют каковы будут эти реакции.

Не нужно воспринимать шпильку как опору "во все стороны" (мне кажется именно здесь та самая собака). Шпилька сама по себе - это не опора. Опора - это в том числе те элементы, в которые она закреплена, и именно они могут определить направление.

В контексте схемы, приводившейся выше - опора в коньке, которая имеет конкретное направление, и которое предопределит развешивание остального, без чего просто математика не сойдется.

Про распор.
Могут ли в фактической натурной модели возникать напряжения/перемещения, отсутствующие в расчетной модели? Конечно могут.

Берем условно ровно ту же историю с наслонным стропилом на двух горизонтальных опорных площадках.
В расчетной модели у нас просто две вертикальные реакции. В фактической у нас наберется горсть факторов, которые могут создавать те самые горизонтальные напряжения и перемещения, что с точки зрения балки (линейное расширение, прогиб, усушка и т. д. и т. п., и пусть даже те условные векторочки на шпильке, которая сама по себе не определяет узел вне контекста прочих элементов), что с точки зрения опор, потому что лежит оно не на волшебных "катках" без трения, не висит в космическом вакууме, а опирается на вполне реальные нижележащие конструкции.

Но мы это игнорируем, потому что все это происходит в масштабах незначительного перемещения и будет поглощено податливостью. А если это критично, то мы должны рассматривать другую расчетную схему. А возможно и несколько схем с подходом - "вот этот набор палок будет работать так, но если вдруг блабла, перейдет в такой-то вариант".

На этом мне вроде как нечего больше сказать по теме. Размышлениям со стропилинами не хватает конкретных опор.

PS1: моделька из "кубиков", предположу, ломается по устойчивости стержня (плюс масса неучтенного, ибо кубики)

PS2: со схемами с картинки все вполне понятно

единственное, что для этого нужно ввести допущения из серии, что на (а) соседнее стропило - "крючок", который по умолчанию работает в параллели считаемому стропилу, а бревно непоколебимо, иначе можно долго и старательно вымучивать то как что перераспределяется внутри узла, на (б) - то же самое, но без крючка, а на (в) что до горизонтальной опоры была наклонная, с которой тоже было нужно разобраться.

PS3: если хотите продолжить, я во флудилке, но мне кажется, что мы друг друга не слышим.

 

Попал сюда из этой темы. Если нагруженная балка не взаимодействует с другими, то под действием распределённой нагрузки собственного веса и сосредоточенной активной нагрузе прогиб не будет таким однозначно. Эпюра изгибающих моментов в том месте не будет менять знак, а значит и ривизна не будет в обе стороны. Знак может меняться только рядом со стенкой, если сопряжение там по типу жёткой заделки без податливости

 

Дело в том, что здесь, прямо или косвенно, все взаимодействуют со всеми, 31 доска с 7-ю лагами. Можем себе представлять, что доски притянуты к каждой лаге саморезами.

Отступим от угла по 90 см в каждом направлении, чтобы попасть в середину пролета между лагами.
Вот так себя ведет доска 140х36, на 9-ти жестких опорах, 7 лаг и периметр помещения.

Заменим 7 средних опор на прогибающиеся под нагрузкой лаги. Прогиб под тестовой нагрузкой, возьмем в 90 см от начала каждой лаги.

Для наглядности, я нарисую отметки "опор" в смещенном под нагрузкой положении.

Три крайние лаги прогнулись, 4-я и 5-я еле заметно приподнялись.

Это у нас, пока еще, система из одной доски и 7-ми лаг.
Если добавить еще 30 досок, система станет еще чуть-чуть замысловатее.