Матричная форма метода перемещений
Рассмотрим раму, которая n раз кинематически неопределима. Запишем для этой рамы канонические уравнения метода перемещений:
r11Z1 + r12Z2 +... + rlnZn + RlP = 0,
r21Z1 + r22Z2 +... + r2nZn + R2P = 0,
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
rn1Z1 + rn2Z2 +... + rnnZn + RnP = 0
Запишем эту систему уравнений в виде одного матричного уравнения:
r11 r12 … rln Z1 R1
r21 r22 … r2n × Z2 + R2 = 0
. . . . . . . . . . . . . . . . ... ……
rnn rn1 …. rn2 Zn Rn
Введем обозначения:
r11 r12 … rln
Аr = r21 r22 … r2n – матрица коэффициентов
. . . . . . . . . . . . . . . . канонических уравнений
rnn rn1 …. rn2
Свойства матрицы Аr :
1. Это – квадратная симметричная матрица, порядок которой равен степени кинематической неопределимости рассматриваемой рамы.
rij = rji.
2. Все элементы, стоящие на главной диагонале, существенно положительны.
rii 0.
Z1
= Z2 – вектор неизвестных перемещений жестких узлов рамы
...
Zn
R1
P = R2 – вектор свободных членов канонических уравнений
……
Rn
Элементами вектора P являются реакции дополнительных связей от внешней нагрузки.
(*) Аr × + P = 0 – система канонических уравнений в матричной форме.
Умножим матричные равенства (*) на обратную матрицу Аr-1:
Аr-1× Аr × + Аr-1× P = 0,
где Аr-1× Аr = Е – единичная матрица
Е× =
= – Аr-1× P
Матрицу Аr можно определить по формуле, аналогичной соответствующей формуле метода сил:
Аr = LZT BLZ,
где LZ – матрица изгибающих моментов в основной системе от единичных перемещений дополнительных связей;
LZT – транспонированная матрица;
В – матрица податливости.
= – (LZT BLZ)–1× P
Изгибающий момент в заданной системе:
= р + LZ×,
где – вектор изгибающих моментов в заданной системе;
р – вектор изгибающих моментов в основной системе от заданной (внешней) нагрузки.
= р – LZ (LZT BLZ)–1× P – эта формула используется при расчете рам методом перемещений с помощью ЭВМ.
Дата добавления: 2016-11-29; просмотров: 1788;