Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Сопромат 23625

.pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
03.06.2015
Размер:
631.52 Кб
Скачать

Опасным является сечение балки в заделке.

5. Выбираем двутавр № 20, имеющий статический момент инерции сечения Jx = 1840 см4, статический момент сопротивления сечения Wx = 184 см3 и статический момент площади сечения балки Sx = 104 см3, а также параметр bc = 2,6 мм. Определим нормальное и касательное напряжения в опасном сечении балки, МПа:

нормальное напряжение

max M max 341,68 103 1856,96 Wx 184

касательное напряжение

max

 

Qmax Sx

 

65,8 104

143,04

b J

x

2,6 1840 10 2

 

 

c

 

 

 

Вывод: нормальные напряжения велики, а касательные малы. Необходимо выбрать профиль двутавра большего номера.

6. Определим прогибы в точках А, В и С, воспользовавшись универсальным уравнением упругой линии балки, м

11

EJ x y EJ x y0 EJ x 0 z

 

I

M

z l1

2

 

F

z l2

3

 

q

z l3

4

 

(1)

 

 

 

 

 

 

2

 

 

6

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

III

 

 

IV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где y0 – ордината упругой линии в начале координат, м;

θ0 – угол наклона упругой линии в начале координат, рад.

Как известно: реакция в заделке, кН

RA F q(a b)

момент в заделке, кН·м

M з M q (b a)2 F a

2

Выбираем начало координат в заделке. Тогда y0 = 0 и θ0 = 0. Далее произведем обратную, принятой, нумерацию участков и из членов уравнения (1) наберем необходимые нам слагаемые для нашей балки

EJ x y EJ x y0 EJ x 0 z

 

I

M

z l1

2

 

F

z l2 3

 

 

q

z l3 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

6

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

III

 

 

 

IV

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z a 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z3

 

 

 

 

 

(b a)

2

 

 

z 2

 

 

 

 

 

EJ

x

y F q(a b)

 

 

 

M q

 

 

 

F a

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

z a b 4

 

 

 

M

z a b 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

II

 

 

 

2

 

III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для определения координат точек упругой линии первого участка следует воспользоваться членами уравнения, расположенными слева от вертикальной черты с индексом I. Для второго участка надо брать слагаемые до черты с индексом II и т. д., мм:

прогиб в точке А:

 

 

 

 

 

а3

 

 

 

 

(b a)2

 

а2

 

 

 

F q(a b)

 

 

 

M q

 

 

 

 

 

F a b c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

yА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,53

 

 

 

2,52

 

 

 

 

 

 

 

1000

97,8

 

 

 

 

219,62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,21

 

 

 

 

2 1011 1840 10 8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

прогиб в точке В

 

 

F

b3

q

b4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

yВ

yА

6

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,23

 

 

2,24

 

 

 

 

1000

15

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

24

 

 

 

0,21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,22

 

 

2

1011 1840 10 8

 

 

 

 

 

 

 

 

прогиб в точке С

 

 

 

М

с2

 

1000 ( 15)

1,92

 

 

yС

yВ

 

2

 

0,22

 

2

 

0,21

 

 

 

 

 

2 1011 1840 10 8

 

 

 

EJ x

 

Построим изогнутую ось балки.

6 б)

1. Определим опорные реакции, составив уравнения моментов относительно опор, кН:

М А

 

b

RВ a b М 0;

: - Fc qb a

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Fc М qb a

b

 

 

32 1,9 15 14 2,2

 

2,5

2,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RВ

 

2

 

 

 

 

 

2

33,3

a b

 

2,5 2,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fi : F qb Rb RA 0;

RА F qb Rb 32 14 2,2 33,3 34,5

2. Построим эпюру поперечных сил, кН: I участок

13

QI F 32

II участок

QII QI RA 32 34,5 2,5

III участок:

QIII RB qz;

при z = 0:

QIII 33,3

при z = b:

QIII 33,3 14 2,2 2,5

3. Изгибающие моменты, кН м: I участок:

M I Fdz;

при z = с:

M I 32 1,9 60,8

II участок:

M II F c dz RAdz

при z = 0:

M II 32 1,9 60,8

при z = a:

M II 32 1,9 2,5 34,5 2,5 54,55

III участок:

M

 

R dz q

dz2

;

 

III

 

 

 

B

2

 

 

 

 

 

 

 

при z = b:

 

 

 

 

M III

33,3 2,2 14

2,22

107,14

2

 

 

 

 

 

14

3.Выбираем деревянную балку сечением, с соотношением высоты

кширине 4:1. Зададимся параметрами балки:

ширина балки В = 0,2 м; высота балки Н = 0,8 м.

Статический момент сопротивления балки, м3

 

BH 2

0,2 0,82

W

 

 

 

0,02.

 

 

x

6

 

6

 

 

 

 

4. Нормальное напряжение в опасном сечении балки, МПа

 

 

 

M max

 

107,14

5,357

max

Wx

0,02 103

 

 

 

 

5. Касательное напряжение в опасном сечении балки, МПа

 

 

 

Qmax Sx

 

3

 

Qmax

 

3

32

0,3

max

b J

x

2

 

ВН

2

 

0,2 0,8 103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: нормальные и касательные напряжения малы. Можно выбрать профиль балки меньшего сечения.

15