Читайте также:
|
|
1. Определяем реакции опор, задаваясь предполагаемыми направлениями реакций и обозначая их и (рис. 1), (хотя опытному расчётчику ясно, что реакция при заданной нагрузке направлена вверх).
а)
б)
Положительное значение реакции подтверждает, что эта реакции направлена так, как и показано на рис. 1, т.е. вверх. Отрицательное значение реакции указывает на то, что истинное направление реакции R4 противоположно , т.е. она также направлена вверх.
На расчётной схеме (рис. 1) предполагаемое направление зачеркнём и покажем истинное направление – вверх со значением
В последующих расчётах будем использовать истинные направления реакций.
в) проверка истинных значений и направлений реакций:
т.е. значения и направления реакции определены правильно.
2. Строим эпюры поперечных сил Q и изгибающих моментов Ми.
Для каждого участка записываем на основании метода сечений аналитические выражения внутренних усилий в произвольных сечениях I, II, III, IV через внешнюю нагрузку, приложенную к рассматриваемой отсечённой части балки (рис. 2,а).
|
Рис. 2. Расчётная схема балки и эпюры внутренних усилий
Участок 1-2: (). (Рассматриваем левую от сечения I часть балки).
а) z=0; М1-2=0; б) z=2 м; М2-1=-40 кН∙м.
Участок 2-3: ( (Рассматриваем левую от сечения II часть балки).
-Р1(z+2)+М+R2∙z .
а ) z=0; Q2-3=20-60=40 кН; М2-3=-10 кН∙м;
б) z=3 м; Q3-2=-20 кН; М3-21=20 кН;
На участке 2-3 с распределённой нагрузкой интенсивностью q=20 кН/м имеется сечение балки, в котором поперечная сила равна нулю. В этом сечении изгибающий момент имеет, согласно дифференциальной зависимости между Ми и Q, экстремальное значение. Положение этого сечения найдём из выражения поперечной силы, приравняв её «нулю»:
в) z=zэ=
Изгибающий момент в этом сечении
Участок 3-4: (). (Рассматриваем правую от сечения III часть балки).
а ) z=1 м; М4-3=–40 кН∙м; б) z=3 м; М3-4=20 кН∙м.
Участок 4-5: (). (Рассматриваем правую от сечения IV часть балки).
а) z=0; M5-4=0; б) z=1 м; М4-5=–40 кН∙м.
По значениям внутренних усилий и с учётом дифференциальных зависимостей
(см. геометрическую интерпретацию производной дифференцируемой функции) вычерчиваем (а не «рисуем»!) эпюры Q и Ми.
Эпюры Q и Ми представляем на одном рисунке под расчётной схемой балки (рис. 2,б, 2,в). Это необходимо для наглядности и последующей проверки правильности построения эпюр (вся информация должна быть «под руками», чтобы не «листать» предыдущие и последующие страницы пояснительной записки!).
3. Определяем из условия прочности необходимый номер двутаврового сечения балки.
По эпюре Ми устанавливаем «опасное» сечение балки, в котором изгибающий момент имеет максимальное (по модулю) значение
Из условия прочности определяем необходимое значение осевого момента сопротивления поперечного сечения балки
.
По справочным таблицам, (например, табл. 1 [2]), выбираем двутавр № 22 с геометрическими характеристиками Wx=232 см3; Ix=2550 см4; Sx= 131 см3; толщина стенки d=5,4 мм.
(Необходимо чётко представлять, что = 131 см3 – это статический момент половины поперечного сечения относительно оси x).
5. Максимальное нормальное напряжение в «опасном» поперечном сечении двутавра № 22 будет:
.
4. Проверяем прочность балки по максимальным касательным напряжениям в поперечных сечениях «2» и «4» с максимальным по модулю значением поперечной силы .
.
Для наглядности результатов расчёта на прочность на рис. 3 представим эпюры нормальных и касательных напряжений в «опасных» сечениях:
|
Рис. 3. Эпюры напряжений в опасных сечениях
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 28 | Нарушение авторских прав