Основная система метода сил

Основная система получается из заданной путем устранения лишних связей. Удаление всех лишних связей приводит к образованию статически определимой основной системы. Поскольку за лишние можно принять любые типы связей, то возможно выбирать несколько принципиально различных основных систем. Однако нельзя при выборе основной системы устранять необходимые связи, то есть нельзя в качестве основной системы принимать механизм или систему, обладающую той или иной степенью подвижности, хотя бы мгновенной. Следовательно основная система метода сил должна быть неизменяемой.

Для заданной рамы (рис. 2.1, а) рассмотрим следующие основные системы (рис. 2.2). Кинематический анализ основных систем показывает, что первая (рис. 2.2, а) является изменяемой, поскольку диск II прикреплен к диску I двумя связями, вторая — мгновенно-изменяемой, так как стержни ригеля I, II соединены между собой и со стойками тремя шарнирами, расположенными на одной прямой, третья (рис. 2.2 в) — изменяемой, поскольку диск I прикреплен к диску II двумя связями. Поэтому системы (рис. 2.2. а, б, в) нельзя использовать в качестве основных. На рис. 2.2 г), д), е) показаны возможные варианты геометрически неизменяемых основных систем.

Основные системы для заданных рам (рис. 2.1, б), г), д), е) представлены на рис. 2.3. Для симметричных систем основную систему следует выбирать симметричной.

Влияние устраненных связей в основной системе заменяют неизвестными силами или усилиями Х1, Х2, …, Хi, …, Хn, которые называют основными неизвестными метода сил. При устранении линейной опорной связи или связей, воспринимающих поперечную и продольную силы, неизвестное Хi принимается в виде силы или усилия.

При удалении моментной связи неизвестное Хi будет моментом. Из всего многообразия основных систем на основе их анализа для расчета следует принимать такую, при которой можно получить наибольшие упрощения как за счет более простого вида эпюр, так и за счет их ортогональности.