Calculation of the deflection of an arched truss with suspended elements depending on the number of panels

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the work - to propose a scheme and analytical calculation of a statically definable planar truss with a suspended lower belt. Methods. The formula for the dependence of the deflection of the truss under the action of a uniform load on the lower belt on its size and the number of panels is derived in the computer mathematics system Maple. The forces in the rods are found from the solution of the general system of equilibrium equations of all nodes in symbolic form. The deflection is calculated using the Maxwell - Mohr's formula. Generalization of a number of formulas for deflection obtained by increasing the number of panels sequentially to an arbitrary number is performed by double induction using two independent parameters. In this case, special operators of the Maple system are used, allowing for a sequence of coefficients in the desired formula to create and solve recurrent equations that satisfy the elements of the sequences. Results. The obtained solutions have a polynomial form for the number of panels. Curves of deflection dependence on the number of panels are constructed and analyzed. Asymptotic properties of solutions are found in the case of a fixed span length of the structure and a given total load. The proposed scheme is a statically determinate structure with two independent parameters of regularity allows for the finding of a fairly simple analytical solution. The resulting formula is most effective in calculating systems with a large number of elements, where numerical methods tend to accumulate rounding errors.

About the authors

Mikhail N. Kirsanov

National Research University “Moscow Power Engineering Institute”

Author for correspondence.
Email: c216@ya.ru

Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor, Department of Robotics, Mechatronics, Dynamics and Strength of Machines

14 Krasnokazarmennaya St, Moscow, 111250, Russian Federation

References

  1. Mathieson C., Roy K., Clifton G., Ahmadi A., Lim J.B.P. Failure mechanism and bearing capacity of cold-formed steel trusses with HRC connectors. Engineering Structures. 2019;201:109741.
  2. Villegas L., Moran R., Garcia J.J. Combined culm-slat Guadua bamboo trusses. Engineering Structures. 2019; 184:495–504.
  3. Dong L. Mechanical responses of snap-fit Ti-6Al-4V warren-truss lattice structures. International Journal of Mechanical Sciences. 2020;173:105460.
  4. Tinkov D.V., Safonov A.A. Design Optimization of Truss Bridge Structures of Composite Materials. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2017;46(1):46–52.
  5. Bolotina T.D. The deflection of the flat arch truss with a triangular lattice depending on the number of panels. Bulletin of Scientific Conferences. 2016;(8)4–3:7–8.
  6. Timofeeva Т.А. Formulas for calculating the deflection of a flat lattice frame with an arbitrary number of panels. Structural mechanics and structures. 2019;4(23):26–33. (In Russ.)
  7. Boyko A.Y., Tkachuk G.N. Derivation of the formulas for the deflection of a flat hinged-rod frame in the of symbol mathematics Maple system. Structural mechanics and structures. 2019;4(23):15–25. (In Russ.)
  8. Belyankin N.A., Boyko A.Y. Formula for deflection of a girder with an arbitrary number of panels under the uniform load. Structural mechanics and structures. 2019;1(20): 21–29. (In Russ.)
  9. Tkachuk G.N. The formula for the dependence of the deflection of an asymmetrically loaded flat truss with reinforced braces on the number of panels. Structural mechanics and structures. 2019;2(21):32–39. (In Russ.)
  10. Tinkov D.V. Comparative analysis of analytical solutions to the problem of deflection of truss structures. Magazine of civil Engineering. 2015;5(57):66–73. (In Russ.)
  11. Osadchenko N.V. Analytical solutions of problems of deflection of flat trusses of arch type. Structural mechanics and structures. 2018;1(16):12–33. (In Russ.)
  12. Kompaneets A.K.The calculation of the displacement of the movable support of flat arched diagonal truss with a load at Midspan. Youth and science. 2017;4–2:108. (In Russ.)
  13. Savinyh A. Analysis of deflection of the arch truss loaded at the upper belt. Construction and Architecture. 2017; 5;3(6):12–17. (In Russ.)
  14. Tinkov D.V. Calculation of the deflection of a flat arched truss with a cross-shaped grid. Postulat. 2017;12(26):74. (In Russ.)
  15. Kirsanov M.N. Analysis of the buckling of spatial truss with cross lattice. Magazine of Civil Engineering. 2016; 4(64):52–58. (In Russ.)
  16. Domanov J.V. The analytical dependence of the deflection of the spatial console of the triangular profile on the number of panels. Science Almanac. 2016;6–2(19):214–217. (In Russ.)
  17. Larichev S.A. Inductive analysis of the effect of a building lift on the stiffness of a spatial beam truss. Trends in Applied Mechanics and Mechatronics. 2015;1:4–8. (In Russ.)
  18. Kirsanov M.N. Planar trusses. Schemes and Formulas. Cambridge Scholars Publishing; 2019.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».