Определяем опорные реакции

Горизонтальная реакция в заделке Определяем опорные реакции - student2.ru равна нулю, поскольку внешние нагрузки в направлении оси z на балку не действуют.

Выбираем направления остальных реактивных усилий, возникающих в заделке: вертикальную реакцию Определяем опорные реакции - student2.ru направим, например, вниз, а момент Определяем опорные реакции - student2.ru – по ходу часовой стрелки. Их значения определяем из уравнений статики:

Определяем опорные реакции - student2.ru .

Составляя эти уравнения, считаем момент положительным при вращении против хода часовой стрелки, а проекцию силы положительной, если ее направление совпадает с положительным направлением оси y.

Из первого уравнения находим момент в заделке Определяем опорные реакции - student2.ru :

Определяем опорные реакции - student2.ru

Определяем опорные реакции - student2.ru кН·м.

Из второго уравнения – вертикальную реакцию Определяем опорные реакции - student2.ru :

Определяем опорные реакции - student2.ru Определяем опорные реакции - student2.ru кН.

Полученные нами положительные значения для момента Определяем опорные реакции - student2.ru и вертикальной реакции Определяем опорные реакции - student2.ru в заделке свидетельствуют о том, что мы угадали их направления.

Строим эпюры перерезывающих сил Определяем опорные реакции - student2.ru и изгибающих моментов Определяем опорные реакции - student2.ru

В соответствии с характером закрепления и нагружения балки, разбиваем ее длину на два участка. По границам каждого из этих участков наметим четыре поперечных сечения (см. рис. 3.12), в которых мы и будем методом сечений (РОЗУ) вычислять значения перерезывающих сил и изгибающих моментов.

Сечение 1.Отбросим мысленно правую часть балки. Заменим ее действие на оставшуюся левую часть перерезывающей силой Определяем опорные реакции - student2.ru и изгибающим моментом Определяем опорные реакции - student2.ru . Для удобства вычисления их значений закроем отброшенную нами правую часть балки листком бумаги, совмещая левый край листка с рассматриваемым сечением.

Напомним, что перерезывающая сила, возникающая в любом поперечном сечении, должна уравновесить все внешние силы (активные и реактивные), которые действуют на рассматриваемую (то есть видимую) нами часть балки. Поэтому перерезывающая сила должна быть равна алгебраической сумме всех сил, которые мы видим.

Приведем и правило знаков для перерезывающей силы: внешняя сила, действующая на рассматриваемую часть балки и стремящаяся «повернуть» эту часть относительно сечения по ходу часовой стрелки, вызывает в сечении положительную перерезывающую силу. Такая внешняя сила входит в алгебраическую сумму для определения Определяем опорные реакции - student2.ru со знаком «плюс».

В нашем случае мы видим только реакцию опоры Определяем опорные реакции - student2.ru , которая вращает видимую нами часть балки относительно первого сечения (относительно края листка бумаги) против хода часовой стрелки. Поэтому

Определяем опорные реакции - student2.ru кН.

Изгибающий момент в любом сечении должен уравновесить момент, создаваемый видимыми нами внешними усилиями, относительно рассматриваемого сечения. Следовательно, он равен алгебраической сумме моментов всех усилий, которые действуют на рассматриваемую нами часть балки, относительно рассматриваемого сечения (иными словами, относительно края листка бумаги). При этом внешняя нагрузка, изгибающая рассматриваемую часть балки выпуклостью вниз, вызывает в сечении положительный изгибающий момент. И момент, создаваемый такой нагрузкой, входит в алгебраическую сумму для определения Определяем опорные реакции - student2.ru со знаком «плюс».

Мы видим два усилия: реакцию Определяем опорные реакции - student2.ru и момент в заделке Определяем опорные реакции - student2.ru . Однако у силы Определяем опорные реакции - student2.ru плечо относительно сечения 1 равно нулю. Поэтому

Определяем опорные реакции - student2.ru кН·м.

Знак «плюс» нами взят потому, что реактивный момент Определяем опорные реакции - student2.ru изгибает видимую нами часть балки выпуклостью вниз.

Напомним, что при определении знака изгибающего момента мы мысленно освобождаем видимую нами часть балки от всех фактических опорных закреплений и представляем ее как бы защемленной в рассматриваемом сечении (то есть левый край листка бумаги нами мысленно представляется жесткой заделкой).

Сечение 2. По-прежнему будем закрывать листком бумаги всю правую часть балки. Теперь, в отличие от первого сечения, у силы Определяем опорные реакции - student2.ru появилось плечо: Определяем опорные реакции - student2.ru м. Поэтому

Определяем опорные реакции - student2.ru кН; Определяем опорные реакции - student2.ru кН·м.

Сечение 3. Закрывая правую часть балки, найдем

Определяем опорные реакции - student2.ru кН;

Определяем опорные реакции - student2.ru кН·м.

Сечение 4. Закроем листком левую часть балки. Тогда

Определяем опорные реакции - student2.ru кН;

Определяем опорные реакции - student2.ru кН·м.

Сечение 5. По-прежнему закроем левую часть балки. Будем иметь

Определяем опорные реакции - student2.ru кН;

Определяем опорные реакции - student2.ru кН·м.

Сечение 6. Опять закроем левую часть балки. Получим

Определяем опорные реакции - student2.ru .

По найденным значениям строим эпюры перерезывающих сил Определяем опорные реакции - student2.ru (рис. 3.12, б) и изгибающих моментов Определяем опорные реакции - student2.ru (рис. 3.12, в).

Под незагруженными участками эпюра перерезывающих сил идет параллельно оси балки, а под распределенной нагрузкой q – по наклонной прямой вверх. Под опорной реакцией Определяем опорные реакции - student2.ru на эпюре Определяем опорные реакции - student2.ru имеется скачок вниз на величину этой реакции, то есть на 40 кН.

На эпюре изгибающих моментов мы видим излом под опорной реакцией Определяем опорные реакции - student2.ru . Угол излома направлен навстречу реакции опоры. Под распределенной нагрузкой q эпюра изменяется по квадратичной параболе, выпуклость которой направлена навстречу нагрузке. В сечении 6 на эпюре Определяем опорные реакции - student2.ru – экстремум, поскольку эпюра перерезывающей силы в этом месте проходит здесь через нулевое значение.

Наши рекомендации