Реклама

Пример 6. Построение эпюр усилий в двухопорной балке 036

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 продольных сил (рис. 2, Еп.Nx), поперечных сил (рис. 2, Еп.Qz) и изгибающих моментов (рис. 2, Еп.My).

Решение:

1) Определение опорных реакций.

Спроектируем силу F на ось x и z (рис. 2).
Ее проекции равны:
F_x = ~-~F cos 30^{circ} = ~-~14 * cos 30^{circ} = ~-~12,12 кН;
F_z = F sin 30^{circ} = 14 * sin 30^{circ} = 7 кН.

Сумма моментов всех сил относительно точки B:
sum{~}{~}{M_B} = 0,~~ R_{Az} * (a_1 + a_2 + a_3) ~-~ q * a_1 * ({a_1}/2 + a_2 + a_3) ~-~ F_z * a_3 + M = 0;
sum{~}{~}{M_B} = 0,~~ R_{Az} * (3 + 2 + 3) ~-~ 6 * 3 ({3}/2 + 2 + 3) ~-~ 7 * 3 + 16 = 0;
R_Az = 15,25 кН.

Сумма моментов всех сил относительно точки A:
sum{~}{~}{M_A} = 0,~~ ~-~ R_B * (a_1 + a_2 + a_3) + q * a_1 * {{a_1}/2} + F_z * (a_1 + a_2) + M = 0;
sum{~}{~}{M_A} = 0,~~ ~-~ R_B * (3 + 2 + 3) + 6 * 3 * {{3}/2} + 7 * (3 + 2) + 16 = 0;
R_B = 9,75 кН.

Сумма проекций всех сил на ось x:
sum{~}{~}{F_x} = 0,~~ R_{Ax} ~-~ F_x = 0;
sum{~}{~}{F_x} = 0,~~ R_{Ax} ~-~ 12,12 = 0;
R_{Ax} = 12,12 кН.

Проверка (сумма проекций всех сил на ось z):
sum{}{}{F_z} = 0,~~ ~-~ R_Az + q * a_1 + F_z ~-~ R_B = ~-~ 15,25 + 6 * 3 + 7 ~-~ 9,75 = 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 продольных сил (Еп.Nx, кН):
N_0Пр~ = ~-~ R_{Ax} = ~-~ 12,12;
N_3Л~ = ~-~ R_{Ax} = ~-~ 12,12.

Строим эпюру продольных сил (рис.2).

Построение эпюры поперечных сил (Еп.Qz, кН):
Q_0Пр~ = R_{Az} = 15,25;
Q_2~ = R_{Az} ~-~ q * a_1 = 15,25 ~-~ 6 * 3 = ~-~ 2,75;
Q_3Л~ = R_{Az} ~-~ q * a_1 = 15,25 ~-~ 6 * 3 = ~-~ 2,75;
Q_3Пр~ = ~-~ R_B = ~-~ 9,75;
Q_4Л~ = ~-~ R_B = ~-~ 9,75.

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

x_0 = {15,25}/q = {15,25}/6 = 2,54 м.

Строим эпюру поперечных сил (рис.2).

Построение эпюры изгибающих моментов (Еп.My, кН·м):
M_0~= 0;
M_1~= R_{Az} * {{a_1}/2} ~-~ q * {{a_1}/2} * {{a_1}/4} = 15,25 * {{3}/2} ~-~ 6 * {{3}/2} * {{3}/4} = 16,13;
M_2~= R_{Az} * a_1 ~-~ q * a_1 * {{a_1}/2} = 15,25 * 3 ~-~ 6 * 3 * {{3}/2} = 18,75;
M_3~= R_B * a_3 ~-~ M= 9,75 * 3 ~-~ 16 = 13,25;
M_4 ~= ~-~ M= ~-~ 16;
M_5~= ~-~ M= ~-~ 16.

Определяем экстремум на эпюре изгибающих моментов:

M_max = R_{Az} * x_0 ~-~ q * x_0 * {{x_0}/2} = 15,25 * 2,54 ~-~ 6 * 2,54 * {{2,54}/2} = 19,38 м.

Строим эпюру изгибающих моментов (рис.2).

эпюры усилий

Рис. 2

Понравилась статья! Поддержи проект! Ставь ЛАЙК!