Реклама

Пример 4. Построение эпюр усилий в двухопорной балке 034

двухопорная балка

Рис. 1

Дано расчетную схему двухопорной балки (рис. 1) и приложенную к ней внешнюю нагрузку.

Нужно:
1) Определить опорные реакции.
2) Построить эпюры внутренних усилий: эпюру поперечных сил (рис. 2, Еп.Qz) и изгибающих моментов (рис. 2, Еп.My).

Решение:

1) Определение опорных реакций.

Сумма моментов всех сил относительно точки B:
sum{~}{~}{M_B} = 0,~~ R_{Az} * (a_2 + a_3 + a_4) ~-~ F_1 * (a_1 + a_2 + a_3 + a_4) + F_2 * (a_3 + a_4) ~-~
~-~ q * (a_4 + a_5) * ({(a_4 + a_5)}/2 ~-~ a_5) = 0;
sum{~}{~}{M_B} = 0,~~ R_{Az} * (4 + 4 + 5) ~-~ 6 * (5 + 4 + 4 + 5) + 6 * (4 + 5) ~-~ 8 * (5 + 4) * ({(4 + 5)}/2 ~-~ 4) = 0;
R_{Az} = 6,92 кН.

Сумма моментов всех сил относительно точки A:
sum{~}{~}{M_A} = 0,~~ ~-~ R_B * (a_2 + a_3 + a_4) ~-~ F_1 * a_1 ~-~ F_2 * a_2 + q * (a_4 + a_5) * (a_2 +a_3 + {(a_4 + a_5)}/2 ) = 0;
sum{~}{~}{M_A} = 0,~~ ~-~ R_B * (4 + 4 + 5) ~-~ 6 * 5 ~-~ 6 *4 + 8 * (5 + 4) * (4 +4 + {(5 + 4)}/2 ) = 0;
R_B = 65,08 кН.

Проверка (сумма проекций всех сил на ось z):
sum{~}{~}{F_z} = 0,~~ F_1 ~-~ R_{Az} ~-~ F_2 ~-~ R_B + q * (a_4 + a_5)= 6 ~-~ 6,92 ~-~ 6 ~-~ 65,08 + 8 * (5 + 4) = 0.

2) Построение эпюр внутренних усилий.

Обозначаем характерные точки и определяем в них значение усилий, используя соответствующее правило знаков для построения эпюр внутренних усилий.

Построение эпюры поперечных сил (Еп.Qz, кН):
Q_0Пр~ = ~-~ F_1 = ~-~ 6;
Q_1Л~ = ~-~ F_1 = ~-~ 6;
Q_1Пр~ = ~-~ F_1 + R_{Az} = ~-~ 6 + 6,92 = 0,92;
Q_2Л~ = ~-~ F_1 + R_{Az} = ~-~ 6 + 6,92 = 0,92;
Q_2Пр~ = ~-~ F_1 + R_{Az} + F_2= ~-~ 6 + 6,92 + 6 = 6,92;
Q_3~ = ~-~ F_1 + R_{Az} + F_2= ~-~ 6 + 6,92 + 6 = 6,92;
Q_5Л~ = ~-~ R_B + q * a_5 = ~-~ 65,08 + 8 * 4 = ~-~ 33,08;
Q_5Пр~ = q * a_5 = 8 * 4 = 32;
Q_7~ = 0.

На эпюре Еп.Qz определяем координату точки где Q = 0:

x_0 = {33,08}/q = {33,08}/8 = 4,22 м.

Строим эпюру поперечных сил (рис.2).

Построение эпюры изгибающих моментов (Еп.My, кН·м):
M_0~= 0;
M_1~= ~-~ F_1 * a_1 = ~-~ 6 * 5 = ~-~ 30;
M_2~= ~-~ F_1 * (a_1 + a_2) + R_{Az} * a_2 = ~-~ 6 * (5 + 4) + 6,92 * 4 = ~-~ 26,32;
M_3~= R_B * a_4 ~-~ q * (a_4 + a_5) * {{(a_4 + a_5)}/2} = 65,08 * 5 ~-~ 8 * (5 + 4) * {{(5 + 4)}/2} = 1,4;
M_4~= R_B * {{a_4}/2} ~-~ q * ({a_4}/2 + a_5) * {{({a_4}/2 + a_5)}/2} = 65,08 * {{5}/2} ~-~ 8 * ({5}/2 + 4) * {{({5}/2 + 4)}/2} = ~-~ 6,3;
M_5~= ~-~ q * a_5 * {{a_5}/2} = ~-~ 8 * 4 * {{4}/2} = ~-~ 64;
M_6~= ~-~ q * {{a_5}/2} * {{a_5}/4} = ~-~ q * {{4}/2} * {{4}/4} = ~-~ 16;
M_7~= 0.

Определяем экстремум на эпюре изгибающих моментов:

M_max = R_B * x_0 ~-~ q * (x_0 + a_5) * {{(x_0 + a_5)}/2} = 65,08 * 4,22 ~-~ 8 * (4,22 + 4) * {{(4,22 + 4)}/2} = 4,36 м.

Строим эпюру изгибающих моментов (рис.2).

эпюры усилий

Рис. 2

Понравилась статья! Поддержи проект! Ставь ЛАЙК!