Связи и узлы расчетных схем

Соединение элементов расчетных схем и прикрепление их к основанию осуществляется при помощи связей.

Связью называют устройство, ограничивающее степень свободы твердого тела. Каждая связь имеет свою кинематическую характеристику, которая показывает, каким движениям твердого тела препятствует связь и сколько степеней свободы она уничтожает.

Связи условно разделяют на связи между телами и опорные связи. Условность заключается в том, что любое основание, на которое опирается расчетная схема, также является твердым телом, но бесконечно большого размера по сравнению с размерами идеализированной схемы сооружения.

Соединение нескольких элементов системы в одной точке принято называть узлом расчетной схемы.

Связи и узлы плоских расчетных схем

Рис. 13

Различают следующие три вида связей © между дисками (Д) плоских систем.

• 1. Простая линейная связь (рис. 1.3, а). Кинематическая характеристика: связь препятствует поступательному перемещению одного диска относительно другого по направлению оси связи и уничтожает одну степень свободы взаимного перемещения дисков.
• 2. Цилиндрический шарнир (рис. 1.3, 6). Кинематическая характеристика: связь препятствует поступательным перемещениям одного диска относительно другого и уничтожает две степени свободы взаимного перемещения дисков.

Шарнир (III) эквивалентен двум простым линейным связям, сходящимся в точке соединения дисков.

Если два диска соединены двумя линейными связями, оси которых пересекаются за пределами соединения, эту точку принято называть фиктивным шарниром (рис. 1.3, в).

3. Жесткое соединение дисков (рис. 1.3, г). Кинематическая характеристика: жесткое соединение препятствует всем трем взаимным перемещениям соединяемых дисков, т. е. не допускает ни поступательных перемещений, ни вращения одного диска относительно другого. Такая связь уничтожает три степени свободы взаимного перемещения дисков и соединяет два диска в одно целое, в один диск.

Жесткое соединение эквивалентно трем не параллельным и не сходящимся в одной точке линейным связям или шарниру и одной линейной связи (см. рис. 1.3, г).

Рис. 1.4 Рис. 1.5

Рис. 1.6.

В системах, составленных из стержней, различают узлы жесткие (рис. 1.4), шарнирные (рис. 1.5) и комбинированные (рис. 1.6). На рис 1.4, а, 1.5, а и 1.6, а показаны конструктивные схемы узлов, а на рис. 1.4, б, 1.5, б и 1.6, б — расчетные.

Рис. 1.8.

Шарнир, соединяющий два диска, обычно называют простым. Он может быть сквозным (рис. 1.7, а) или, в комбинированном узле, примыкающим (рис. 1.8, а).

Сквозные или примыкающие шарниры могут быть кратными. Для присоединения каждого последующего диска необходим один простой шарнир, поэтому в каждом кратном шарнире число простых шарниров будет на единицу меньше числа соединяемых в узле дисков: Ш = Д — 1 (рис. 1.7, б и 1.8, б).