Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9).

Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru
Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9).

Рис.9

Действие распределенных нагрузок q1и q2 заменим их равнодействующими:

Rq1= q1·2м= 6 кН/м·2м=12кН; Rq2= q2·3м= 5 кН/м·3м=15кН.

Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru Составляем три уравнения статики:

Сумма проекций всех сил на ось x равна нулю:

S Fx=0: HA= 0.

Сумма моментов всех сил относительно точки A равна нулю:

S MA =0: –F·5м +Rq1(1м+3м) – m - Rq2·1,5м + MA=0;

– 4кН·5м + 12кН·4м – 9кНм - 15кН ·1,5м + MA=0;

- 3,5кНм + MA=0; MA=3,5кНм.

Сумма моментов всех сил относительно точки Bравна нулю:

S MB=0: –Rq1·1м – m + Rq2 (2м + 1,5м) + MA +RA (2м + 3м)=0;

–12кН·1м – 9кНм + 15кН ·3,5м + 3,5кНм +RA ·5м=0;

35кНм + RA ·5м =0; RA = Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru –7 кН.

Проверяем правильность вычисления опорных реакций (сумма проекций всех сил на вертикальную ось z должна быть равна 0)

S Fz = F– Rq1 + Rq2+ RA = 4кН – 12кН + 15кН + ( – 7кН)=19кН –19кН = 0.

2. Построение эпюр поперечных сил Q и изгибающих моментов M

Проводим сечение на I участке и рассматриваем левую от сечения часть балки (рис.10), т.к. слева от сечения сил приложено меньше, чем справа.

Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru

Рис.10

Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru I участок Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru (начало отсчета на левом конце балки);

Q(x1) = F – q1 x1= 4кН– 6кН/м·x1;

Слева от сечения силаF направлена вверх, поэтому положительна, а сила

q1 x1 (равнодействующая распределенной нагрузки на участке длинной x1) направлена вниз, поэтому отрицательна.

Поперечная сила является линейной функцией координаты x1. Для построения ее графика определяем значение поперечной силы на границах участка.

Q (0) = 4кН– 6кН/м·0= 4кН (значение на левой границе участка);

Q (2м) = 4кН– 6кН/м·2м= – 8кН (значение на правой границе участка).

Поскольку поперечная сила меняет знак в пределах участка, определяем координату, при которой она обращается в нуль:

Q(x0) = 4кН– 6кН/м·x0=0; x0= Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru 0,666666 м=0,667 м;

Переходим к определению изгибающего момента на Iучастке

Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru M(x1)= Fx1Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru =4кН·x1– 6кН/м· Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru =4кН·x1– 3кН/м· Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru

Слева от сечения моменты всех сил берем относительно точки С1(центр тяжести поперечного сечения – рис.10). Момент силы F (плечо силы – x1) направлен по часовой стрелке, поэтому положительный, а момент силы q1 x1 (плечо силы – x1/2) направлен против хода часовой стрелке, поэтому отрицательный.

Изгибающий момент (M) является квадратичной функцией координаты x1.

Для построения его графика определяем значение изгибающего моментана границах участка и в найденной выше точке.

M (0) = 4кН·0– 3кН/м· Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru =0 (значение на левой границе участка);

M (0,667м) = 4кН·0,667м– 3кН/м·(0,667м )2=1,33кНм;

M (2м) = 4кН·2м– 3кН/м· (2м )2 = – 4 кНм (значение на правой границе участка).

Проводим сечение на II участке и рассматриваем правую от сечения часть балки (рис.10).

Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru II участок Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru (начало отсчета на правой границе участка);

Q(x2) = – RA – q2 x2= – (–7кН) – 5кН/м·x2 = 7кН– 5кН/м·x2;

Положительное направление силы справа от сечения – вниз.

Поперечная сила является линейной функцией координаты x2. Для построения ее графика определяем значение поперечной силы на границах участка.

Q(0) = 7кН– 5кН/м·0 = 7кН (значение на правой границе участка);

Q(3м) = 7кН– 5кН/м·3м = – 8кН (значение на левой границе участка);

Поскольку поперечная сила меняет знак в пределах участка, определяем координату, при которой она обращается в нуль:

Q(x0) = 7кН– 5кН/м·x0=0; x0= Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru 1,4 м;

Переходим к определению изгибающего момента на IIучастке

Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru M (x2) = MA + RAx2+ Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru = 3,5кНм + (–7кН)·x2+5кН/м· Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru =

= 3,5кНм –7кН·x2+2,5кН/м· Определение опорных реакций. Заменяем действие жесткой заделки следующими реакциями: вертикальной силой RA, горизонтальной силой HA и моментом MA (рис.9). - student2.ru ;

Справа от сечения моменты всех сил, взятые относительно точки С2(центр тяжести поперечного сечения – рис.10), направлены против хода часовой стрелки, поэтому положительные.

Изгибающий момент (M) является квадратичной функцией координаты x2.

Для построения его графика определяем значение изгибающего моментана границах участка и в найденной выше точке.

M (0) = 3,5кНм –7кН·0+2,5кН/м·02=3,5кНм (значение на правой границе уч-ка);

M (1,4м) = 3,5кНм –7кН·1,4м+2,5кН/м·(1,4м) 2 = –1,4 кНм;

M (3м) = 3,5кНм –7кН·3м +2,5кН/м·(3м) 2 = 5 кНм (значение на левой границе

участка).

Используя полученные значения, строим в масштабе эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, как показано на рис.10.

Замечание. Здесь и в дальнейшем численные значения, полученные

в ходе расчета, округляем до 3 значащих цифр.

Наши рекомендации