СтройМех. чI. Статически определимые системы
.pdf51
2) определяем усилие N1-2 . Проводим сечение I-I, назначаем моментную точку «7», рассматриваем равновесие левой отсеченной части, составляем урав-
нение равновесия в виде
М7 = 0; 10 3 + N1-2 3 = 0 и определяем N1-2 = - 10 кН (сжатие).
3) определяем усилие N2-3 . Проводим сечение II-II, назначаем моментную точку «7», рассматриваем равновесие левой отсеченной части, составляем урав-
нение равновесия в виде
М7 = 0; 10 3 - 20 3 + N2-3 3 = 0 и определяем N2-3 = 10 кН (растяжение).
4) определяем усилие N1-7 . Проводим сечение III-III, рассматриваем равно-
весие левой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
Y = 0; - 10 + RА + N1-7 = 0 и определяем N1-7 = 10 – 42,5 = - 32,5 кН (сжатие)
5) определяем усилие N5-6 . Проводим сечение II-II, назначаем моментную точку «3», рассматриваем равновесие правой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
М3 = 0; RВ 6 + N5-6 3 = 0 и определяем N5-6 = - 35 кН (сжатие).
6) определяем усилие N3-7 . Проводим сечение II-II, рассматриваем равно-
весие правой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
Y = 0; RВ – 30 + N3-7 sin = 0, где sin = 3/ 32 62 = 0,4472, и определяем
N3-7 = (30 – 17,5)/0,4472 = 27,95 кН (растяжение)
7) определяем усилие N2-5 . Вырезаем узел 5, рассматриваем его равновесие,
составляем уравнение равновесия в виде
Y = 0; – 20 - N2-5 = 0, и определяем N2-5 = - 20 кН (сжатие).
52
y
1 0 кН |
|
|
|
|
|
20 кН |
|
|
|
|
III |
|
7 |
|
I |
|
|
II |
6 |
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III |
|
2 |
II |
3 |
3 0 кН |
||
|
|
|
I |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 м |
|
R A |
3 |
м |
|
3 м |
|
|
3 м |
|
|
|
|
|
|
|
Р ис.4.6
|
м |
|
2 |
В |
м |
1 |
|
|
x |
R B 3 м
20 кН
1
А
3 м
y
4
R A
I |
40 кН |
|
|
|
|
6 |
II |
|
|
|
5 |
III |
||
|
|
|||
|
|
|
|
7 |
|
|
|
h1 |
|
|
2 |
|
|
|
I |
|
II 3 |
III |
В |
|
|
|||
3 м |
|
|
3 м |
R B |
|
3 м |
|
Р ис.4.7
|
h2 |
|
|
1 0 кН |
|
м |
|
|
|
|
|
|
8 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
м |
9 |
|
|
3 |
|
x |
|
|
|
3 м |
|
b = 9м |
|
||
|
|
|
Пример 4.1.4. От заданных узловых нагрузок определить усилия N в
стержнях 1-2, 2-3, 4-5, 5-6, 1-6, 2-6, 3-6, 3-7, 6-7 фермы (рис.4.7) способами про-
стых сечений и вырезания узлов.
Решение:
1) определяем опорные реакции:
МА = 0; 20 3 - 40 3 + RВ 9 - 10 12 = 0; RВ = 20 кН,
МВ = 0; 20 12 - RА 9 + 40 6 - 10 3 = 0; RА = 50 кН. Проверка: Y = 0; - 20 + RА – 40 + RВ –10 = 0.
2) определяем усилие N1-2 . Проводим сечение I-I, назначаем моментную точку «6», рассматриваем равновесие левой отсеченной части, составляем урав-
нение равновесия в виде
53
М6 = 0; 20 9 - RА 6 + N1-2 5 = 0 и определяем N1-2 = 24 кН (растяжение)
3) определяем усилие N4-5 . Используя сечение I-I, назначаем моментную точку «1», рассматриваем равновесие левой отсеченной части, составляем урав-
нение равновесия в виде
М1 = 0; 20 3 - N4-5 5 = 0 и определяем N4-5 = 12 кН (растяжение).
4) определяем усилие N1-6 . Проводим сечение I-I, рассматриваем равнове-
сие левой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
Y = 0; - 20+RA + N1-6 sin = 0, где sin = 5/ 62 52 =0,6402, и определяем
N1-6 = (20-50)/0,6402 = - 46,86 кН (сжатие).
5) определяем усилие N5-6 . Вырезаем узел 5, рассматриваем его равновесие,
составляем уравнение равновесия в виде
X = 0; - N4-5 + N5-6 = 0 и определяем N5-6 = N4-5 = 12 кН (растяжение)
6) определяем усилие N5-2 . Рассматриваем равновесие узла 5, составляем уравнение равновесия в виде
Y = 0; - 40 - N5-2 = 0 и определяем N5-2 = - 40 кН (сжатие).
7) определяем усилие N2-6 . Вырезаем узел 2, рассматриваем его равновесие,
составляем уравнение равновесия в виде
Y = 0; N2-5 + N2-6 sin = 0, где sin = 5/ 32 52 =0,8575, и определяем N2-6
=- N2-5 /sin = -(- 40)/0.8575 кН (растяжение).
8)определяем усилие N2-3 . Проводим сечение II-II, назначаем моментную точку «6», рассматриваем равновесие правой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
М6 = 0; - N2-3 5 + RВ 3 - 10 6 = 0 и определяем N2-3 = (20 3 - 10 6)/5 = 0.
9) определяем усилие N3-6 . Проводим сечение II-II, назначаем моментную точку «9», рассматриваем равновесие правой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
М9 = 0; - N3-6 (b + 6) - RВ (b + 3) + 10 b = 0, где b = 3/tg = 3/(2/6) = 9 м и определяем N3-6 = (10 9 - 20 12)/15 = - 10 кН (сжатие).
54
10) определяем усилие N6-7 . Проводим сечение II-II, назначаем моментную точку «3», рассматриваем равновесие правой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
М3 = 0; N6-7 h1 + RВ 3 - 10 6 = 0, где h1 = 5 cos = 5 6/ 62 22 = 4,743 м и определяем N6-7 = (10 6 - 20 3)/4,742 = 0.
11) определяем усилие N3-7 . Проводим сечение III-III, назначаем моментную точку «9», рассматриваем равновесие правой отсеченной части, составляем уравнение равновесия в виде
М9 = 0; N3-7 h2 - RВ (3 + b) + 10 b = 0, где h2 = (6 + b) sin = 15 4/ 32 42
=12,0 м и определяем N3-7 = (20 12 - 10 9)/12,0 = 12,5 кН (растяжение).
4.2.Задание для выполнения задачи № 2 «Расчет плоских статически определимых ферм расчетно-графической работы № 1»
Взадаче № 2 следует от заданных узловых нагрузок определить усилия N в
стержнях (1-2) и (3-4) статически определимых ферм (рис.4.8 – 4.15) в соответствии с порядковым номером в учебной ведомости.
55
20 кН
1 |
2 |
|
3 4
1
1 5 кН
2
1,3м1,3м
1 |
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|||||
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 кН
3 30 кН
3 |
3 |
1 |
2 |
1,3м1,3м
|
м |
|
,3 |
|
1 |
40 кН |
м |
|
|
4 |
,3 |
1 |
20 кН
4 |
1 0 кН |
|
|
4 |
|
|
|
||
|
|
|
1 0 кН |
м |
|
|
|
|
2,6 |
|
1 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
20 кН |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2,6м |
2,6м |
2,6м |
2,6м |
|
Рис.4.8
56
5 |
24 кН |
4
1 2 кН
1
2 |
3 |
6 |
1 |
2 |
4 |
1 2 кН |
|
|
|
|
|
24 кН |
3 |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
1 2 кН |
1 |
2 |
4 |
|
|
|
3
24 кН
8 |
24 кН |
1,3м1,3м
1,3м1,3м
1,3м1,3м
3
1
2
|
4 |
|
1 2 кН |
|
|
|
|
2,6м |
2,6м |
2,6м |
2,6м |
Рис.4.9
1,3м1,3м
9
1
1 5 кН
1 0 |
1 |
1 0 кН
3
4
2
1 1
1
1 2
1 |
2 |
|
|
|
75 кН |
2,4м |
2,4м |
57
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,2 |
|
|||
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
1 0 кН |
|
|
||
|
|
|
м |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
|
3 |
|
,2 |
|
||
|
|
1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 кН
20 кН
2
1,2м1,2м
30 кН
|
4 |
м |
|
|
|
|
|
,2 |
|
|
1 |
|
|
м |
|
|
,2 |
|
|
1 |
1 0 кН |
3 |
|
|
|
4 |
м |
|
|
|
,6 |
|
0 |
|
м |
45 кН |
,8 |
1 |
3
2,4м |
|
2,4м |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.4.10
|
58 |
1 3 |
20 кН |
3 |
|
1 0 кН |
м |
3 |
|
4 |
2 |
|
1 |
1 0 кН
1 4 |
1 |
2 |
3
4
1 5
1 |
3 |
2
30 кН
1 6 |
|
3 |
4 |
2
|
|
30 кН |
1 |
|
|
|
|
|
|
3м |
|
3м |
|
3м |
|
|
|||
|
|
|
|
Рис.4.11 |
|
|
|
|
|
м |
|
,5 |
4 |
1 |
|
|
|
м |
|
,5 |
|
1 |
20 кН
м 3
20 кН
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|||
|
|
,5 |
|
|
|
|
|||
1 0 кН |
|
1 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
|
||
|
|
,5 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 м
|
|
59 |
1 7 |
4 |
|
|
|
|
1 0 кН |
|
м |
|
,5 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
м |
|
|
,5 |
|
3 |
1 |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
20 кН |
1 8 |
4 |
3 |
|
|
30 кН |
1 |
2 |
|
|
1 9
40 кН
3 4
1
1 0 кН
|
|
2 |
20 |
1 0 кН |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
2 |
|
4 |
40 кН |
|
|
|
3м |
3м |
3м |
|
|
Рис.4.12 |
20 кН
3м
1,5м1,5м
1,5м1,5м
1,5м1,5м
60
21 |
2 |
4 |
|
||
|
1 |
|
3
20 кН
40 кН
22 |
1 |
2 |
3 |
|
|
|
4
80 кН
23
|
|
3 |
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
80 кН
24 |
40 кН |
|
4
2
3 |
|
1 |
2,1 м |
2,1 м |
2,1 м |
|
|
Рис.4.13 |
1,05м1,05м
40 кН |
м |
|
|
|
1 |
|
м |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 5 кН |
|
м |
|
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
|
|
||
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 кН
1м1м
2,1 м