2.2.1 Grunnleggende betraktninger

Like dokumenter
Kap. 3 Krumningsflatemetoden

Størrelsen av sikkerhetsfaktoren Praktiske løsninger

C2 BJELKER. Fra figuren kan man utlede at fagverksmodellen kan bare benyttes når Ø (h h u 1,41 y 1 y 2 y 3 ) / 1,71

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 8. a =

Vår 2004 Ordinær eksamen

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 8. a = e m E

A. forbli konstant B. øke med tida C. avta med tida D. øke først for så å avta E. ikke nok informasjon til å avgjøre

B12 SKIVESYSTEM. Tabell B Bøyestivhet av skiver. (Fasthetsklasse etter NS )

Norsk Fysikklærerforening NORSK FYSISK SELSKAPS FAGGRUPPE FOR UNDERVISNING

dx = 1 2y dy = dx/ x 3 y3/2 = 2x 1/2 + C 1

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Lsningsforslag til ving 9.

6. Beregning av treghetsmoment.

Øving 4: Coulombs lov. Elektrisk felt. Magnetfelt.

Løsningsforslag SIE4010 Elektromagnetisme 5. mai 2003

B19 FORANKRING AV STÅL

75045 Dynamiske systemer 3. juni 1997 Løsningsforslag

Fasthetslære. HIN Teknologisk avd. RA Side 1 av 8

dy ycos 2 y = dx. Ved å integrere på begge sider av likhetstegnet får man ved å substituere u = y,du = dy dy ycos 2 y = 2du cos 2 u = x.

B10 ENKELT SØYLE BJELKE SYSTEM

R2 - Heldagsprøve våren 2013

Tabell 2 Spennvidden for bjelkelag med under -gulv av 22 mm sponplater eller 19 mm kryssfinér

C8 BJELKER. 8.1 OPPLEGG MED RETT ENDE Dimensjonering

Utforming av forankringer, platetykkelse B19 FORANKRING AV STÅL

C3 DEKKER. Figur C 3.1. Skjæroverføring mellom ribbeplater. Figur C 3.2. Sveiseforbindelse for tynne platekanter.

1 Mandag 25. januar 2010

1 Mandag 1. mars 2010

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 9. Veiledning: 18. oktober. Innleveringsfrist: 23. oktober kl 14.

Hovedpunkter fra pensum Versjon 12/1-11

1 Mandag 18. januar 2010

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. ving 9.

Øving 13, løsningsskisse.

MAT 1110: Løsningsforslag til obligatorisk oppgave 2, V-06

Øving 9. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve torsdag 6. mars 2008 kl Oppgavene med kort løsningsskisse

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, løsning øving 10 1 LØSNING ØVING 10

I = (xy + z 2 ) dv. = z 2 dv. 1 1 x 1 x y z 2 dz dy dx,

Temahefte nr. 1. Hvordan du regner med hele tall

Brøkregning og likninger med teskje

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 20-24/9

1 k 2 + 1, k= 5. i=1. i = k + 6 eller k = i 6. m+6. (i 6) i=1

Sensorveiledning Oppgaveverksted 4, høst 2013 (basert på eksamen vår 2011)

Løsningsforslag til Eksamen i fag MA1103 Flerdimensjonal analyse

Løsningsforslag TFE4120 Elektromagnetisme 24. mai = 2πrlɛE(r) = Q innenfor S =

Norsk Fysikklærerforening Norsk Fysisk Selskaps faggruppe for undervisning

Integralregning. Mål. for opplæringen er at eleven skal kunne

EKSAMEN I FAG FASTE STOFFERS FYSIKK 2 Fakultet for fysikk, informatikk og matematikk 15 august 2000 Tid:

Schöck Isokorb type W

TKP4100 Strømning og varmetransport Løsningsforslag til øving 10

1 Geometri KATEGORI Vinkelsummen i mangekanter. 1.2 Vinkler i formlike figurer

Eksamen våren 2016 Løsninger

Dok.nr.: JD 551 Utgitt av: Teknikk Godkjent av: Teknologi

R1 kapittel 1 Algebra

Dok.nr.: JD 551 Utgitt av: Teknikk Godkjent av: Teknologi

Løsningsforslag Kollokvium 1

Integrasjon Skoleprosjekt MAT4010

M2, vår 2008 Funksjonslære Integrasjon

Midtsemesterprøve fredag 23. mars 2007 kl

E K S A M E N. Matematikk 3MX. Elevar/Elever Privatistar/Privatister. AA6524/AA desember 2004 UTDANNINGSDIREKTORATET

2x 3 4/x dx. 2 5 x 3 + LF: Vi utfører polynomdivisjon. 2x + 1 dx = + C = 5x8/ ln 2x C 4. πx 2 e 3x3 dx = π

Multippel integrasjon. Geir Ellingsrud

TKP4100 og TMT4206 Løsningsforslag til øving 9

TEGLMURVERK. Del I: Delmaterialer - muring forankring fugearmering. Delmaterialer

Statiske Beregninger for BCC 800

Løsningsforslag, Midtsemesterprøve fredag 13. mars 2009 kl Oppgavene med kort løsningsforslag (Versjon A)

Effektivitet og fordeling

1 dx cos 1 x =, 1 x 2 sammen med kjerneregelen for derivasjon. For å forenkle utregningen lar vi u = Vi regner først ut den deriverte til u,

MAT 100A: Mappeeksamen 4

DEL 1 Uten hjelpemidler

Obligatorisk øvelsesoppgave ECON1310 Våren 2009

YF kapittel 6 Lengder og vinkler Løsninger til oppgavene i læreboka

UNIVERSITETET I OSLO

Litt av matematikken bak solur

Eksamen våren 2018 Løsninger

Øving 6. Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme. Veiledning: Uke 7 Innleveringsfrist: Mandag 19. februar.

Løsningsforslag til eksamen i TFY4170 Fysikk 2 Fysikk 2 Torsdag 2. desember 2004

FYS 105 Fysikk Ordinær eksamen vår 2007

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Løsningsforslag til øving 4

Projeksjon. Kapittel 11. Ortogonal projeksjon i R 2. Skalarproduktet i R n. w på v. Fra figuren ovenfor ser vi at komponenten til w ortogonalt på v er

4.3.4 Rektangulære bjelker og hyllebjelker

ACO Produktkatalog ACO PIPE rørsystemer i rustfritt stål

INNHOLDSFORTEGNELSE. BETONexpress - eksempler betongbjelker. 1. BJELKE-001, Bjelketverrsnitt med bøyningsmoment og skjærkraft

R2 kapittel 4 Tredimensjonale vektorer

Løsningsforslag Eksamen 30. mai 2007 FY2045 Kvantefysikk

Kinematikk i to og tre dimensjoner

Alkaliereaksjoner, fenomen, tilstand og lastvirkning.

LEDDVIS INTEGRASJON OG DERIVASJON AV POTENSREKKER:

B12 SKIVESYSTEM 141. Figur B Oppriss av veggskive. Plassering av skjøtearmering for seismisk påkjenning.

Den foreliggende oppfinnelsen gjelder en tank for lagring av kryogenisk fluid, f.eks. kondensert naturgass (LNG).

1 Mandag 8. mars 2010

Forkunnskaper i matematikk for fysikkstudenter. Integrasjon.

0,5 ν f cd [Tabell B 16.5, svært glatt, urisset]

Fysikkolympiaden Norsk finale 2018 Løsningsforslag

Løsning øving 9 ( ) ( ) sin ( )

S1 kapittel 4 Logaritmer Løsninger til oppgavene i boka

Integrasjon av trigonometriske funksjoner

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 8 Numerisk integrasjon

Eksamen høsten 2016 Løsninger

Schöck Isokorb type S

Transkript:

38 C2 BJELKER eksentrisk plssering på lgrene eller skjevt innstøpte løftebøyler. Bjelken vil dermed få en sideutbøyning som kn skpe et stbilitetsproblem. Det er en prinsipiell forskjell på de to tilfellene. For en bjelke som henger i løftekroker er vippingsfren vhengig v bjelkens egenskper. For en opplgret bjelke er egenskpene til opplegget normlt vgjørende, idet bjelkene hr tilstrekkelig sidebøyestivhet til å tåle større helningsvinkler enn oppleggene. Forutsetningen om t betongbjelker kn betrktes som torsjons - stive er dokumentert i \7\. Denne forutsetningen endrer problemet fr å være et knekkingsproblem til å bli et bøye- og likevektsproblem. Dersom følgende betingelser er oppfylt, kn bjelkene nsees å h tilstrekkelig stbilitet, og noen nærmere kontroll er ikke nødvendig (begge betingelser må være oppfylt): Ved montsje: l 1 / b o < 50 og h / b o < 3,5 I endelig tilstnd: l 1 / b o < 30 og h / b o < 2,5 EC2-1-1, punkt 5.9(3), setter tilsvrende krv: Ved montsje: l 1 / b o 70 / (h / b o ) 1/3 og h / b o 3,5 I endelig tilstnd: l 1 / b o 50 / (h / b o ) 1/3 og h / b o 2,5 Her er l 1 = trykkflensens lengde mellom punkter fstholdt mot vridning. b o = trykkflensens bredde h = bjelkens høyde Normlt vil endelig tilstnd ikke være kritisk, d de konstruksjoner som bjelken skl bære som oftest gir tilstrekkelig sidevstivning v trykkflensen. Hvis så ikke er tilfelle, må det nordnes ekstr vstivning. 2.2.1 Grunnleggende betrktninger Opplgrede bjelker En bjelke opplgret på deformerbre opplegg kn ltså rotere på tvers v bjelkens lengdekse. Er bjelken opplgret på for eksempel gummilgre, vil rotsjonsksen være gjennom opplgringspunktene, men dersom bjelken ligger på en bil, vil rotsjonsksen ligge lvere, som vist i figur C 2.16. Den svke initielle tippingen v bjelken fører til t en komponent v bjelkevekten virker om bjelkens svke kse. Dette forårsker en ytterligere sideutbøyning. Utbøyning v bjelken pg. bøying om den svke ksen θ θ = bjelkens helningsvinkel Figur C 2.16. Opplgret bjelke i likevekts posisjon. P y Tyngde- punktet v deformert bjelke P z 1 + e i y + Rotsjons- kse θ α = oppleggets vinkeldreining α c M r = K θ (θ α) θ α Likevektsdigrm

C2 BJELKER 39 Følgende størrelser defineres (se figurene C 2.16 og C 2.18). P = bjelkens egenvekt (jevt fordelt egenvekt er betegnet med p) y = vstnd fr bjelkens tyngdepunkt til rotsjonsksen for opplg - rede bjelker, målt lngs bjelkens opprinnelige vertiklkse y r = vstnd fr bjelkens tyngdepunkt til rotsjonsksen for hen - gende bjelker, målt lngs bjelkens opprinnelige vertiklkse e i = initiell eksentrisitet v tyngdepunktet i forhold til rotsjons - ksen, målt vinkelrett på bjelkens opprinnelige vertiklkse (EC2-1-1, punkt 5.9(2), foreslår en geometrisk formfeil på l / 300. Betongelementboken bind F sier den største v l / 500 og 30 mm.) θ = bjelkens helningsvinkel (i rdiner) α = eventuell vinkel på oppleggsflten θ α = oppleggets vinkeldreining z 1 = tilleggsforskyvning v bjelkens tyngdepunkt på grunn v kom - ponenten v bjelkevekten som virker om bjelkens svke kse (P sin θ), målt vinkelrett på bjelkens opprinnelige vertiklkse z 0 = horisontl forskyvning v bjelkens tyngdepunkt, beregnet med bjelkens fulle vekt P virkende horisontlt, målt vinkelrett på bjelkens opprinnelige vertiklkse (se figur C 2.19) c = veltemomentrm c r = momentrm for det stbiliserende moment (for en opplgret bjelke er c r en fiktiv vstnd, vhengig v oppleggets rotsjonsstivhet, mens for en opphengt bjelke er c r vist på figur C 2.18) Med den velkjente formelen δ y = 5 p l 4 / 384 E I y kn deformsjonen om den svke ksen beregnes. Nå er δ y den mksimle deformsjonen, beregnet med bjelkens fulle vekt P virkende horisontlt, mens z 0 er vstnden til tyngdepunktet for hele den deformerte bjelken. I \7\ er det utledet t z 0 = 0,64 δ y Merk t størrelsen z 0 er fiktiv, de fleste bjelker vil få bøyebrudd dersom den fulle egenvekten ble belstning om den svke ksen. Men z 0 benyttes til å beregne den mindre størrelsen z 1 : z 1 = z 0 sin θ c = (z 1 + e i ) cos θ + y sin θ = z 0 sin θ cos θ + e i cos θ + y sin θ I de fleste tilfelle er θ svært liten (< 0,2 rdiner), så følgende tilnærmelser kn nvendes: cos θ = 1 og sin θ tn θ θ Det vil si: c = z 0 θ + e i + y θ Veltemoment = M = P c Stbiliserende moment = M r = K θ (θ α) hvor K θ er oppleggets rotsjonsstivhet, med enhet knm/rd. I form - lene er K θ summen v begge oppleggenes rotsjonsstivhet, som to gummilgre, eller bil pluss tilhenger. c r = M r / P Hengende bjelker Når en bjelke henger i myke oppheng som løftekroker kn den rotere. I forhold til en opplgret bjelke er forskjellen den t rotsjonsksen nå er over bjelkens tyngdepunkt. Rotsjonsksen psserer gjennom de punktene hvor de myke løftebøylene går inn i det stive bjelketverrsnittet vnligvis bjelkens toppflte.

40 C2 BJELKER Figur C 2.17. Opphengt bjelke med side utbøyning. For en hengende bjelke er normlt oppleggets rotsjonsstivhet K θ tilnærmet lik null, og motvirkende moment skpes v bjelkens egenvekt. I dette tilfelle er det fordelktig å ersttte den negtive størrelsen y med en positiv størrelse y r (se figur C 2.18), smt flytte den fr veltemoment siden til motstndsmomentsiden v ligningen. c = z 0 sin θ cos θ + e i cos θ = z 0 θ + e i c r = y r sin θ = y r θ Figur C 2.18. Opphengt bjelke i likevekts - posisjon. Likevektsdigrm Figur C 2.19. Effekten v overheng. δ y Bjelkens tyngdepunkt Løftepunkt θ 0 z 0 Rotsjonskse l = l 1 ) Opplgringspunkt eller løftepunkt i bjelkeendene δ y Bjelkens tyngdepunkt Løftepunkt θ 0 z 0, red Rotsjonskse l 1 b) Opplgringspunkt eller løftepunkt med overheng l

C2 BJELKER 41 Overheng En liten økning v overhenget reduserer vippingsrisikoen betrktelig. Ikke bre reduseres deformsjonen, men vekten v de overhengende endene er på motstt side v rotsjonsksen. Ved å integrere over deformsjonskurven får mn følgende uttrykk for z 0 : z 0,red = p (l 5 1 / 10 2 l 3 1 + 3 4 l 1 + 6 5 / 5) / 12 E I y l l = bjelkens lengde = overhenget l 1 = l 2 For = 0: z 0 = p l 4 / 120 E I y Den horisontle vinkeldreiningen i oppleggspunktet: θ 0 = p (l 3 1 6 2 l 1 ) / 24 E I y Digrmmet i figur C 2.20 forutsetter jevnt fordelt lst og likt overheng i begge ender v bjelken. Dette er slett ikke lltid tilfelle, de fleste bjelker hr «firkntender», og lstet på bil er ofte overhenget bk tilhengeren større enn forn opplegget på bilen, hvor det er be - grenset v vstnden til førerhuset. 1,0 0,9 l l 1 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 Forholdet / l Følgende tilnærmede metode kn benyttes for å beregne z 0,red i slike tilfeller: 1. Beregn deformsjonen δ y med bjelkens fulle egenvekt virkende horisontlt: δ y = p l 1 2 [5 l 1 2 12 ( 2 + b 2 )] / 384 E I y Her er og b lengdene v de to forskjellige overhengene. 2. Ant den horisontle vinkeldreiningen i oppleggspunktene: θ 0 = 3,2 δ y / l 1 3. Beregn z 0 for den jevnt fordelte lsten til å være 2/3 v δ y. Figur C 2.20. Smmenhengen mellom z 0 og overheng.

42 C2 BJELKER 4. Beregn vstnden til tyngdepunktet v overhengene, ved å nt t overhenget er rett (ikke hr noen horisontl krumning), med vinkeldreining θ 0. 5. Estimer plsseringen v tyngdepunktet v eventuelle ndre ekstr msser, som firkntender, forsterkninger, spesielt tunge innstøpte deler etc. 6. Kombiner disse mssene og vstndene for å finne z 0,red for den totle mssen i bjelken. I utrykket for c skl d z 0 erstttes med z 0,red. 2.2.2 Bjelkenes stivhet For bjelker i stdium 1 (urisset) kn det regnes med treghetsmomenter bsert på homogent tverrsnitt. Imidlertid er det rimelig t ved en eller nnen helningsvinkel vil bjelken risse (gå over i stdium 2), og mn vil snnsynligvis få en plutselig reduksjon i stivheten. Figur C 2.21. Trykkspenninger i feltmidte for forspent bjelke. ) Vertikl bjelke b) Rotert bjelke Med refernse til figur C 2.21.b, vil opprissingen begynne i øvre venstre hjørne v bjelken. Når opprissingen begynner, vil nøytrlksen etter hvert dnne en vinkel med bjelkens kser. Dette fører til t trykk resultnten vil forskyves horisontlt i bjelken. Den eksentrisi - teten trykkresultnten dermed får i forhold til bjelkens kser er hovedårsken til t bjelken hr en motstnd mot bøying om den svke ksen (det dnnes en horisontl indre momentrm), i tillegg til t rmeringen i flensene selvfølgelig også hr en viss effekt. Bsert på prktiske forsøk og teoretiske utredninger beskrevet i \8\, kn det nbefles følgende håndregler for å bestemme bjelkens treghetsmoment om den svke ksen: 1. For helningsvinkler som er så små t de mksimle strekkspenningene i overflensen ikke blir større enn f ctk,0,05 i henhold til EC2-1-1, benytt treghetsmomentet bsert på homogent tverrsnitt = I y. Det tilltes her f ctk,0,05 i stedet for f ctk,0,05 /γ c fordi det er en midler - tidig lsttilstnd. Imidlertid er det viktig å benytte reell fsthetsklsse, som normlt ikke er 28-døgns fstheten ved trnsport og montsje. 2. For større helningsvinkler benytt I y,red = I y / (1 + 2,5 θ). 3. Mksiml helningsvinkel før brudd kn nts å være c. 0,4 rdiner.