5..dio_pet

18
7/21/2019 5..DIO_PET http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 1/18  JU UNIVERZITET U TUZLI  Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet Teoretske osnove za izradu zadataka u narednom poglavlju nalaze se u knjizi «Otpornost materijala sa teorijom elastič nosti», autora Dr sci. Sadudina Hodži ća, redovnog profesora na  Rudarsko-geološko-građ evinskom fakultetu u Tuzli, na stanicama broj 165 do 179. 116

Upload: pavle-bosnic

Post on 04-Mar-2016

214 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

otpornost materijala pt 5

TRANSCRIPT

Page 1: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 1/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

Teoretske osnove za izradu zadataka u narednom poglavlju nalaze se u knjizi «Otpornost

materijala sa teorijom elastič nosti», autora Dr sci. Sadudina Hodžića, redovnog profesora na Rudarsko-geološko-građ evinskom fakultetu u Tuzli, na stanicama broj 165 do 179.

116

Page 2: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 2/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

8. Kastiljanova teorema

 Zadatak 8.1

 Dimenzionirati obostrano uklješteni luk prikazan na slici 115., ako je isti od č elika i ima

dozvoljeno naprezanje na savijanje: df =12kN/cm2 . Prilikom dimenzioniranja, zanemariti uticajkrivine i pomijeranje neutralne ose u presjeku luka, tj. uzeti da je: Rn ≅ R. Nacrtati dijagram

momenata savijanja. q=2kN/cm; R=200cm 

q

 b

Presjek A-A

M

Slika 115. Slika 116.

Z Z

M

B

 Napomena:Prilikom rješavanja zadatka, trokutno opterećenje zamijeniti koncentrisanom silom.

h=2⋅ b

kN  Rq Rq

 F  40020022

2=⋅=⋅=

⋅⋅=  

Slika 117.

Konačne formule za bočnu silu i momenat uklještenja, uzete su iz knjige:

S. Hodžića «Otpornost materijala sa teorijom elastičnosti».

YY

Z MM   ϕR 

F

Z

117

Page 3: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 3/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

kNcm Rq R F  M 

kN  Rq F  Z 

8800200211,011,011,0

368200246,046,046,0

22 =⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅=

=⋅⋅=⋅⋅=⋅= 

Momenat savijanja:

( )  M  R Z  RY  M    +⋅⋅−−⋅⋅=   ϕ ϕ  sincos1Maksimalni momenat savijanja je za: ϕ =90

 M  R Z  RY  M    +⋅−⋅=max  

Y=F/2

( )

kNcm Rq M 

qqq R M 

 Rq Rq Rq

 M 

 Rq R Rq R Rq

 M 

12000200215,015,0

11,046,05,0

11,046,0

2

11,046,02

22

max

2

max

222

max

2

max

=⋅⋅=⋅⋅=

⋅+⋅−⋅⋅=

⋅⋅+⋅⋅−⋅

=

⋅⋅+⋅⋅⋅−⋅⋅

=

 

cmbh

cmqb

 Rqb

 Rqb

 M W 

 M 

bbbhb

 xpdf 

 xp

df 

 xp

9,2245,1122

45,112750750666,012

15,0

15,0666,012

666,06

4

6

3333

2

23

max

max

322

=⋅=⋅=

=⋅=⋅=⋅⋅

⋅⋅=

⋅⋅=⋅⋅

=⋅

=

⋅=⋅⋅

=⋅

=

σ 

σ 

 

Dijagram momenata savijanja

118

   M  m  a  x

Z Z

M

 

++

MM

Slika 118.

Page 4: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 4/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

 Zadatak 8.2

 Primjenom Kastiljanove teoreme odrediti stati č ke veli č ine zadatog okvira: M  A; Y  A; Z; M  B; Y  B;

 M C  . Nacrtati stati č ke dijagrame: momenata savijanja, transverzalnih sila i normalnih sila.

q=10kN/m; l 1=3m; l 2=2⋅l 1 

Slika 119.

2

2

1

C B

A

z

MA

YA

YB

Z

Z

l2

   h  =   l   1

  y

1

MB

 

kN l q F  606102   =⋅=⋅=  

Okvir ABC, ima 3 statičke nepoznate veličine: M  A , Z i Y  A. Okvir je tri puta statički neodređen.

Iz uvjeta: 01

0 0

22

11

2

=

∂∂

⋅+⋅∂∂

⋅⋅⋅

=∂∂

∫ ∫h l 

nn xn

dz S 

 M  M dy

 M  M 

 I  E S 

 A 

Sn-odgovarajuća statička nepoznata veličina.

Postavljamo jednačine momenata savijanja za presjeke 1-1 i 2-2.

2

2

12

1

 z ql  Z  z Y  M  M 

 y Z  M  M 

 A A

 A

⋅−⋅−⋅+=

⋅−= 

Pošto imamo 3 nepoznate statičke veličine, napravit ćemo prvi izvod momenata M 1 i M 2, po prvoj,

drugoj i trećoj nepoznatoj. Uvrštavajući to u gornji uvjet 0=∂∂ nS  A , dobit ćemo 3 jednačine sa 3

nepoznate veličine: M  A , Z i Y  A.

1

1

2

1

=∂∂

=∂∂

 A

 A

 M 

 M 

 M 

 M 

 

119

Page 5: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 5/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

Uvjet 0=∂∂

nS 

 A, može se pisati:

02

)(

0

0 0

2

1

0 0

22

11

2

2

=⋅ 

  

    ⋅−⋅−⋅++⋅⋅−

=⋅∂∂

⋅+⋅∂∂

∫ ∫

∫ ∫h l 

 A A A

h l 

 A A

dz  z q

l  Z  z Y  M dy y Z  M 

dz  M 

 M  M dy

 M 

 M  M 

 

606

82

2

42

2

0622

0622

3

12

1

2

1

1

2

1

1

3

221

2

22

2

11

1

0

3

1

2

0

221

⋅=⋅⋅

−⋅⋅−⋅⋅

+⋅⋅+⋅

−⋅

=⋅

−⋅⋅−⋅

+⋅+⋅

−⋅

==

  

    ⋅−⋅⋅−

⋅+⋅+

⋅−⋅

l ql  Z 

l Y l  M 

l  Z l  M 

l ql l  Z 

l Y l  M 

l  Z l  M 

 yhl 

 z q z l  Z 

 z Y  z  M 

 y Z  y M 

 A

 A A

 A A A

l  A

 A

 A

 

)1......(..............................375,35,4

4

18121518

)(2

8121518

0812431236

111

2

111

1

2

11

2

1

2

11

3

1

2

1

2

11

2

11

l  F l Y l  Z  M 

l ql Y l  Z  M 

kN  F l q

l l ql Y l  Z l  M 

l ql  Z l Y l  M l  Z l  M 

 A A

 A A

 A A

 A A A

⋅=⋅⋅+⋅⋅−⋅

⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅−⋅

=⋅⋅

⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅

=⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅

 

Izvod momenata po drugoj promjenjivoj:

 z Y 

 M 

 M 

 A

 A

=∂∂

=∂∂

2

1 0

 

Pošto je 01 =∂∂

 AY 

 M , prvi dio integrala, jednak je nuli.

08232

08232

02

4

2

2

21

3

2

2

2

0

42

1

32

0

3

12

2

2

=⋅

−⋅⋅

−⋅

+⋅

=⋅

−⋅⋅

−⋅

+⋅

=⋅  

     ⋅−⋅⋅−⋅+⋅=∂∂ ∫

l ql l  Z l Y l  M 

 z q z l  Z  z Y  z  M 

dz  z ql  z  Z  z Y  z  M S  A

 A A

l  A A

 A A

n

 

120

Page 6: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 6/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

)2........(..............................23

82

0223

82

2

111

4

1

3

1

3

12

1

12

l  F l  Z l Y 

 M 

l ql  Z l Y 

l  M 

l l 

 A A

 A A

⋅=⋅⋅−⋅⋅+⋅

=⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅

+⋅⋅

⋅=

 

Izvodi momenata po trećoj promjenljivoj:

12

1

l  Z 

 M 

 y z 

 M 

−=∂

−=∂

 

06223

06232

02

)(

0)(2

)()(

3

212

2

11

2

221

2

1

3

1

0

3

12

11

2

10

32

0 0

2

12

111

2

0 0

1

2

1

21

1 2

1 2

=⋅⋅

+⋅⋅+⋅⋅

−⋅⋅−⋅

−⋅

  

    ⋅⋅+⋅⋅+

⋅⋅−⋅⋅−+

 

  

    ⋅+

⋅−

=⋅ 

  

    ⋅⋅+⋅+⋅⋅−⋅−+⋅⋅+⋅−

=⋅−⋅  

     ⋅−⋅−⋅++⋅−⋅⋅−

∫ ∫

∫ ∫

l l ql l  Z 

l l Y l l  M 

l  M l  Z 

 z l q z l  Z 

l  z Y  z l  M 

 y Z  y M 

dz  z l q

l  Z l  z Y l  M dy y Z  y M 

dz l  z q

l  Z  z Y  M dy y y Z  M 

 A A

 A

l  A

 A

l  A

l l 

 A A A

l l 

 A A A

 

)3......(..............................375,35,3

)1(375,35,3

3334

35,0

23334

35,0

4

1812121232

606

8222

23

111

111

1111

2

1

4

1

3

1

3

1

2

1

2

1

3

1

4

1

3

1

3

1

2

1

2

1

3

1

4

13

1

3

1

2

1

2

1

3

1

l  F l Y  M l  Z 

l  F l Y  M l  Z 

l  F l  Z l Y  M  M l  Z 

l l ql  Z l Y l  M l  M l  Z 

l ql  Z l Y l  M l  M l  Z 

l ql  Z l Y l  M 

l  M l  Z 

 A A

 A A

 A A A

 A A A

 A A A

 A A A

⋅=⋅⋅+⋅+⋅⋅−−⋅⋅−=⋅⋅−⋅−⋅⋅

⋅−=⋅⋅+⋅⋅−⋅−⋅−⋅⋅

⋅⋅⋅−=⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅

⋅⋅⋅−=⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅−⋅⋅

⋅=⋅⋅

+⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅−⋅

−⋅

 

Zamjenom veličina F=60kN; l 1=3m, jednačine (1), (2) i (3) imaju oblik:

)3......(..............................18095,1075,3

)2.....(........................................180862

)1......(..............................180925,115,4

=⋅+⋅−⋅

=⋅+⋅−⋅

=⋅+⋅−⋅

 A A

 A A

 A A

Y  Z  M 

Y  Z  M 

Y  Z  M 

 

121

Page 7: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 7/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

Formiramo determinante i razvijemo ih po Sarusu:

5,135,2023785,2021895,337243

5,10

6

25,11

75,3

2

5,4

95,1075,3

862

925,115,4

=+++−−−=

=

 D

 D 

kNm D

 D M 

 D

 D

 A

 A

 A

 M 

 A

 M 

 M 

105,13

135

1359720151201822517010162009720

5,10

6

25,11

180

180

180

95,10180

86180

925,11180

===

=+++−−−=

=

 

135607564803240324054007290

180

180

180

75,3

2

5,4

918075,3

81802

91805,4

=−−−++=

=

 Z 

 Z 

 D

 D 

kN  D

 D Z   Z  10

5,13

135===  

25,371

5,10

6

25,11

75,3

2

5,4

1805,1075,3

18062

18025,115,4

=

=

 D

 D 

kN  D DY  Y  5,27

5,1325,371 ===  

kNm M 

l ql  Z l Y  M  M 

 B

 A A B

352

61031065,2710

22

2

212

−=⋅

−⋅−⋅+=

⋅−⋅−⋅+=

 

122

Page 8: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 8/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

kN Y 

Y Y l q

 F 

 B

 B

 B A

 y

5,32

05,2760

0

0

2

=

=−−

=−−⋅

 

kNml  Z  M  M  M   AC  203101011   −=⋅−=⋅−==  

Dakle tražene statičke veličine su:

Y  A=27,5kN; Y  B=32,5kN; Z=10kN; M  A=10kNm; M  B=-35kNm; M C =-20kNm;

Potrebne veličine za crtanje statičkih dijagrama.

 Na gornjem štapu rama, transverzalna sila mijenja predznak. Uvjet promjene predznaka:

02 =∂

∂ z 

 M  

mq

Y  z 

 z qY  z 

 M 

 z ql  Z  z Y  M  M 

 A

 A

 A A

75,210

5,27

0

2

2

2

12

===

=⋅−=∂

⋅−⋅−⋅+=

 

 Na udaljenosti z=2,75m, od tačke (C), transverzalna sila mijenja predznak.

kNm M  8,172

75,21031075,25,2710

2

)75,2(   =⋅

−⋅−⋅+=  

123

Page 9: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 9/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

Slika 120.

A

YA

MB

   h  =   l   1

l2

Z

Z

YB

YA

MAA

BC

F

MA

MC

MC

MB

B

A

C

+

 —  

BC

Z

+

 N

M

YB

F

A

CB

YA

U  L=1m/1cmU  M =10kNm/1cm

U  F =10kN/1cm

dijagram momenata

 savijanja

dijagram

transverzalnih sila

dijagram aksijalnih

(normalnih) sila

M

Z

 N

 

124

Page 10: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 10/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

 Zadatak 8.3

 Za luk prikazan na slici 121., nacrtati dijagram momenata savijanja.

Dakle: )(2

kN  B A  2

 Rq Rq

Y Y    ⋅=⋅⋅

==Luk sa prethodne slike, zbog simetrije opterećenja, dva puta je statički neodređen.

 Nepoznate statičke veličine su: horizontalne reakcije u osloncima ( Z  A= Z  B= Z ), i momenti

uklještenja: M  A= M  B= M.

Momenat savijanja u proizvoljnoj tački (1)

Dakle:

Momenat savijanja u proizvoljnoj tački (1)

kN  Rq Rq

Y Y   B A   ⋅=⋅⋅

==2

2

Z

MA

q=20kN/m

Slika 121.

A

YY

B

R=2m

Z

MB

 

125

R-Rcosϕ 

MA

q=20kN/m

R

Z Z

Y Y

MB

A B

ϕ

(1)

Slika 122.

+

Page 11: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 11/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

( )  ( )

( )   ( )( )

  ( )

 RqY 

 Rq M  R Z  R RY  M 

 R R R R R R

 R Rq M  R Z  R RY  M 

⋅=

+⋅−⋅⋅−+⋅⋅−⋅−⋅=

+⋅−⋅=⋅+⋅⋅−=⋅−

⋅−⋅−+⋅⋅−⋅−⋅=

2

coscos21sincos

coscos21coscos2cos

2

cossincos

22

1

2222222

2

1

ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

 

Momenat savi an a u tački 1

( )  ( )

2

coscos21sincos1

222

1

ϕ ϕ ϕ ϕ 

  +⋅−⋅⋅−+⋅⋅−−⋅⋅=

 Rq M  R Z  Rq M   

Uzimamo za uvjete da su ugibi u osloncima jednaki nuli, i da su nagibi tangenti na luk, u osloncima

 jednaki nuli. Slijede Kastiljanove teoreme:

02

02

2

0

2

0

=⋅∂

∂⋅⋅

⋅==

=⋅∂∂

⋅⋅⋅

==∂∂

ds M 

 M  I  E 

 A

ds Z 

 M  M 

 I  E  f 

 Z 

 A

 M  M 

π 

π 

α  )

 

 Napomena: Zbog simetričnih granica integrala, uzeta je polovina istih (π/2 do 0), pa je ispredintegrala broj 2.

Parcijalni izvod momenata savijanja po prvoj nepoznatoj (Z): ϕ sin⋅−=∂∂  R M  Z 

 

Parcijalni izvod momenata savijanja po drugoj nepoznatoj: 1=∂

∂ M  

Elemenat luka: ds=R⋅ d ϕ  , pa slijedi:

0)sin()coscos21(2

sin)cos1(22

2

22

0

22

22

0

2

0

=⋅⋅−⋅

+⋅−

⋅−+⋅⋅−−⋅⋅⋅

⋅=⋅

∂∂

⋅⋅⋅

⋅∂∂

⋅⋅⋅

=∂∂

∫∫

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

π π 

π 

d  R Rq

 M  R Z  Rq I  E 

ds Z 

 M  M 

 I  E 

ds Z 

 M  M 

 I  E  Z 

 A

 

Gornju jednačinu dijelimo sa I  E 

 R

⋅⋅ 22

, pa slijedi:

126

Page 12: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 12/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

0)sin()cos2

cos2

sin)cos

0)sin()coscos21(2

sin)cos1(

2

0

22

22

22

2

0

22

2

=⋅−⋅

⋅−⋅⋅+

⋅−+⋅⋅−⋅⋅−⋅

=⋅−⋅

+⋅−

⋅−+⋅⋅−−⋅⋅

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

π 

π 

d  Rq

 Rq Rq

 M  R Z  Rq Rq

d  Rq

 M  R Z  Rq

0)   = 

 ϕ d cossin

2cossinsin

2sinsincossinsin

2

0

22

22

222

 

    ⋅+⋅−

⋅+−⋅+⋅+⋅−∫   ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

π 

 Rq Rq

 Rq M  R Z  Rq Rq  

Sabirke pod integralom razdvajamo u posebne integrale, radi pojednostavljivanja

42sin

4

1

2sin

2

sin

2

cossin

)10(cossin

2

0

2

0

2

3

22

0

222

0

2

2

222

0

22

0

2

1

 R Z  R Z d  R Z  I 

 Rq Rqd  Rq I 

 Rq Rq Rqd  Rq I 

⋅⋅=⋅

 

  

  ⋅−⋅⋅=⋅⋅⋅=

⋅=⋅

⋅=⋅⋅⋅⋅=

⋅−=−⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅−=

π ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

π π 

π π 

π π 

 

2cos

2sin

2

cossin

22

0

22

0

2

5

2

0

2

0

4

 Rq Rqd 

 Rq I 

 M  M d  M  I 

⋅=⋅

⋅−=⋅⋅

⋅=

−=⋅=⋅⋅−=

π π 

π π 

ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ  

ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ 

π 

π π 

d  Rq

 I 

 Rq Rqd  Rq I 

⋅⋅⋅⋅

=′

⋅−=⋅⋅⋅−=⋅⋅⋅⋅−=

22

0

2

7

2

2

0

22

2

0

26

cossin2

2)sin(

2

1cossin

 

Integral broj I7´, smjenjujemo sa 2 integrala (I7 i I8)

ϕ ϕ 

ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ 

22

22

32

22

sin1cos

1cossin

sinsincossin

)sin1(sincossin

−=

=+

−=⋅

−=⋅

 

36

3

62

3

cos

2cos

23

coscos

2sin

2

2cos

2sin

2

22222

8

2

0

322

0

22

0

322

0

32

8

22

0

22

0

2

7

 Rq Rq Rq Rq Rq I 

 Rq Rq Rqd 

 Rq I 

 Rq Rqd 

 Rq I 

⋅−=

⋅+⋅⋅−=

⋅+

⋅−=

⋅−

⋅=

 

  

 +−⋅

⋅−=⋅⋅

⋅−=

⋅=⋅

⋅−=⋅⋅

⋅=

π π π π 

π π 

ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

 

127

Page 13: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 13/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

)1...(..................................................034

0322242

0

2

222222

87654321

=

−−

⋅⋅

=⋅

−⋅

+⋅

−⋅

+−⋅⋅

+⋅

+⋅−

=+++++++

 Rq

 M 

 R Z 

 Rq Rq Rq Rq M 

 R Z  Rq Rq

 I  I  I  I  I  I  I  I 

π 

π  

Zamjenom veličina R=2m i q=20kN/m slijedi)1........(..................................................07,2657,1   =−−⋅  M  Z   

Iz druge Kastiljanove teoreme slijedi:

0)coscos21(2

sin)cos1(2

2

2

0

22

2

2

0

=⋅⋅

+⋅−

⋅−+⋅⋅−−⋅⋅⋅

⋅=

⋅∂

∂⋅⋅

⋅=

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

π 

π 

d  R Rq

 M  R Z  Rq I  E 

ds M 

 M  I  E 

 A

 Μ  M   

ds=R⋅ d ϕ  

Gornju jednačinu dijelimo sa I  E 

 R

⋅⋅ 22

, pa slijedi:

0)cos2cos2sin)cos

0)coscos21(2

sin)cos1(

2

0

22

22

22

2

0

22

2

=⋅

⋅−⋅⋅+

⋅−+⋅⋅−⋅⋅−⋅

=⋅

+⋅−

⋅−+⋅⋅−−⋅⋅

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ 

π 

π 

d  Rq

 Rq Rq

 M  R Z  Rq Rq

d  Rq

 M  R Z  Rq 

Sabirke pod integralom razdvajamo u posebne integrale, radi pojednostavljivanja

422

2

cossin

sincos

2

22

0

22

0

2

5

2

0

2

0

4

2

0

2

0

3

22

0

22

0

2

2

22

0

22

0

2

1

π ϕ ϕ 

π ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

π ϕ ϕ 

π π 

π π 

π 

π 

π π 

π π 

⋅⋅−=

⋅−=⋅

⋅−=

⋅=⋅=⋅=

⋅−=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅−=

⋅−=⋅⋅−=⋅⋅⋅−=

⋅⋅=⋅=⋅⋅=

 Rq Rqd 

 Rq I 

 M  M d  M  I 

 R Z  R Z d  R Z  I 

 Rq Rqd  Rq I 

 Rq Rqd  Rq I 

 

128

Page 14: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 14/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

82sin

4

1

22cos

2

sincos

22

0

22

2

0

2

7

22

0

22

0

2

6

π ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ 

π π 

π π 

⋅⋅−=

 

  

  ⋅+⋅

−=⋅⋅⋅

−=

⋅=⋅⋅=⋅⋅⋅=

 Rq Rqd 

 Rq I 

 Rq Rqd  Rq I  

)2(............................................................057,124,31

)2...(..................................................028

08422

0

2

22

22

2

7654321

=⋅+⋅−

=⋅

+⋅−⋅⋅

=⋅⋅

−⋅+⋅⋅

−⋅

+⋅−⋅+⋅⋅

=+++++++

 M  Z 

 M  R Z 

 Rq

 Rq Rq

 Rq M  R Z  Rq

 Rq

 I  I  I  I  I  I  I 

π π 

π π π π 

 

Iz (2) jednačine, tražimo nepoznate veličine (M) i (Z). 

7,2657,1   =−⋅  M  Z

4,3157,12   =⋅+⋅  M  Z   

kNm D

 D M 

 D

kN  D

 D Z 

 D

 D

 M 

 Z 

 Z 

 Z 

82,8465,0

1,4

1,44,533,494,31

7,26

2

57,1

6,22465,0

5,10

5,104,3192,4157,1

1

4,31

7,26

465,0246,257,1

1

2

57,1

=−

−==

−=−==

=−−

==

−=+−=−

−=

−=+−=−

−=

 

Dakle, statičke nepoznate su: Z=22,6kN  i M=8,82kNm.

Pošto je opća jednačina momenata savijanja:

( )  ( )

2

coscos21sincos1

222

1

ϕ ϕ ϕ ϕ 

  +⋅−⋅⋅−+⋅⋅−−⋅⋅=

 Rq M  R Z  Rq M  , izvršit ćemo zamjenu

 poznatih veličina, a proizvoljno ćemo uzeti veličinu ugla ϕ .

ϕ =0o; 10

o; 30

o; 45

o; 50

o; 60

o; 80

o; 90

129

Page 15: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 15/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

q=20kN/m; R=2m; Z=22,6kN; M=8,82kNm

( )  ( )

( )   ( )

ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ 

ϕ ϕ ϕ ϕ 

2

2

222

cos40sin2,2582,48

coscos214082,8sin2,45cos180

2

coscos2122082,8sin26,22cos1220

⋅−⋅−=

+⋅−⋅−+⋅−−⋅=

+⋅−⋅⋅−+⋅⋅−−⋅⋅=

 M 

 M 

 M 

 

Očigledno je maksimalni momenat savijanja za ugao ϕ=90o. Mmax=23,62kNm

Tabela 13.

ϕ° sinϕ  cosϕ  M(kNm)

0 0 1 8,82

10 0,174 0,98 6

30 0,5 0,866 6,22

45 0,707 0,707 11

50 0,766 0,643 1360 0,866 0,5 17

80 0,98 0,174 22,9

90 1 0 23,62

+    M  m  a  x

Slika 123.

UL=1m/2,4cm

UM=10kNm/1cm

MBMA

A  ZBZA

YBYA

2m

 

130

Page 16: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 16/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

Teoretske osnove za izradu zadataka u narednom poglavlju nalaze se u knjizi «Otpornostmaterijala sa teorijom elastič nosti», autora Dr sci. Sadudina Hodžića, redovnog profesora na

 Rudarsko-geološko-građ evinskom fakultetu u Tuzli, na stanicama broj 179 do 187.

131

Page 17: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 17/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

9. Torzija

 Zadatak 9.1

 Dimenzionisati č eli č ni štap stepenasto «kratko» vratilo, pod uvjetom da se svaki segment vratila

(l 1; l 2; l 3 ), zaokrene za isti ugao uvijanja =0,95o , po djelovanjem zadatih momenata torzije.

l 2=0,8⋅l 1l 3=0,5⋅l 1 

   D   3

   D   2

   D   1

Mt1=8000kNcm

Mt2=10000kNcm

Mt3=15000kNcm

Mt1Mt2Mt3 1

1

3

3

2

2l1l2 l3 

Slika 123.

0

1

321

3

33213

2

2212

1

111

95,0

)(

)(

=

==⋅

⋅++=

⋅⋅+

=

⋅⋅

=

⋅⋅

=

θ 

θ θ θ 

θ 

θ 

θ 

θ 

o

t t t 

o

t t 

o

o

 I G

l  M  M  M 

 I G

l  M  M 

 I G

l  M 

 I G

l  M 

 

132

Page 18: 5..DIO_PET

7/21/2019 5..DIO_PET

http://slidepdf.com/reader/full/5diopet 18/18

 JU UNIVERZITET U TUZLI

 Rudarsko-geološko-građ evinski fakultet

cml  D

 D

 D

5,171505,6275,627

35,100165,0

0165,0

327875

8000

4411

4

1

1

4

1

11

=⋅=⋅=

⋅=

=⋅

⋅=

π θ 

 

cml  D

 D

 D

3,201504,11294,1129

63,180165,0

0165,0

327875

8,0)100008000(

4412

4

2

1

4

2

12

=⋅=⋅=

⋅=

=⋅

⋅⋅+=

π θ 

 

cml  D

 D

 D

0,2115012941294

35,210165,0

0165,0

327875

5,0)15000100008000(

4412

4

3

1

4

3

13

=⋅=⋅=

⋅=

=⋅

⋅⋅++=π 

θ 

 

133