- •Саратовский Государственный технический университет
- •Введение
- •I. Основы расчета статически определимых плоских стержневых систем на неподвижную и подвижную нагрузки
- •1.Расчетная схема сооружения, анализ её геометрической неизменяемости
- •1.1.Понятие о расчетной схеме сооружения
- •1.2. Внешние и внутренние связи, изображение связей на расчетной схеме
- •1.2.1. Опорные устройства.
- •1 2 3 1 1
- •1.2.2. Схематизация узлов.
- •1.3. Классификация конструкций и их расчетных схем
- •1.4. Кинематический и структурный анализ плоских стержневых систем
- •1.4.1. Кинематический анализ стержневых систем
- •1.4.2. Структурный анализ стержневой системы.
- •1.5. Статически определимые и статически неопределимые стержневые системы.
- •1.6. Виды нагрузок и их расчётные схемы.
- •1.7. Примеры расчётных схем и их кинематического анализа.
- •1.8.Основные положения строительной механики
- •2. Расчёт плоских статически определимых стержневых систем на неподвижную нагрузку
- •Поэтому рационально при выборе уравнений равновесия использовать уравнение моментов относительно опорных сечений (опорных точек)
- •2.1.3 Задание правила знаков
- •Запись уравнений равновесия
- •2.1.4. Определение реакций опор и их проверка.
- •Исходные данные
- •2.1.6. Определение реакции опор для сложных стержневых систем.
- •В результате получаем две совместных системы уравнений: для определения реакцииVAи ha,
- •Пример. 3
- •Для определения реакцииVAиHa,
- •2.2. Определение внутренних усилий и построение их эпюр
- •2.2.1. Понятие о внутренних усилиях
- •2.2.2 Метод сечений.
- •2.2.3. Определение положения растянутого волокна.
- •2.3 Проверка эпюр
- •2.3.1 Правила для построения эпюр изгибающих моментов (рис.2.18).
- •2.3.2 Правила для эпюры поперечных сил (рис.2.20).
- •2.3.3 Правила для продольной силы.
- •2.3.4 Проверка эпюры Qпо эпюре м.
- •2.4 . Расчет многопролетной балки
- •2.4.1. Общие замечания.
- •2.4.2. Построение поэтажной схемы балки.
- •2.4.3. Определение внутренних усилий в многопролетных балках и построение их
- •2.5. Расчет рам
- •2.5.1. Определение реакций опор
- •2) Определение числа и границ участков.
- •3) Определение усилий m,q,Nи построение их эпюр.
- •2.6. Расчет ферм.
- •2.6.1. Общие понятия.
- •2.6.2. Определение усилий в стержнях фермы.
- •2.6.3. Проверка результатов расчета.
Исходные данные
l |
a |
b |
c |
q |
P |
M |
м |
м |
м |
м |
КН/м |
кН |
кНм |
6 |
2 |
4 |
2 |
4 |
10 |
20 |
Решение задачи
Расчётная схема балки для определения реакции опор
Алгоритм расчёта:
Х=0 - для определения HA,
MB=0 - для определения VA,
MA=0 – для определения VB.
Задаём правило знаков для записи уравнения равновесия (см. рис.).
4) Записываем уравнение равновесия:
5) Определяем реакции опор.
Подставляя исходные данные получаем
Производим проверку реакций опор.
Для этого используем уравнение равновесия;
Y=0,
Проверка выполняется.
Аналогично определяются реакции опор и для других стержневых систем (рам, ферм), то есть таких систем, в которых неизвестны лишь три реакции опор.
2.1.6. Определение реакции опор для сложных стержневых систем.
В таких системах реакций опор больше трёх, то есть больше числа уравнений равновесия, которые могут быть составлены для систем в целом.
Примеры таких систем показаны на рис. 2.8а и 2.9а
Рис. 2.8 Составная балка
Рис. 2.9 Трехшарнирная арка
На рис. 2.8.а показана расчётная схема балки, состоящая из двух однопролётных балок АС и СD, соединённых между собой шарниром С. На рис.2.9.б показана трёхшарнирная арка, которая состоит из двух частей (АС и СВ), соединённых шарниром С. В указанных системах при нагружении возникают четыре реакции опор, которые нельзя определить ,составляя уравнения равновесия только для системы в целом. Как быть?
Разъединим балку и арку по шарниру С. В результате получаем расчётные схемы,
показанные на рис. 2.8.б и 2.8.в , на которых через и обозначены силы взаимодействия частей системы. Если для каждой части балки (арки) составить по три уравнения равновесия, то в общем случае получим систему из шести уравнений равновесия для определения реакций опор и сил взаимодействия , .
Например, для арки можно записать следующие уравнения:
для левой части
, , ;
для правой части
, , .
В результате получаем совместную систему уравнений.
Более рационально поступить следующим образом:
Составить два уравнения равновесия для систему в целом
, .
Составить два уравнения равновесия для частей системы (левой и правой)
, .
В результате получаем две совместных системы уравнений: для определения реакцииVAи ha,
для определения реакции и .
Для проверки решения уравнений можно использовать уравнения равновесия,составленные для системы в целом:
, .
Таким образом, при определении реакции опор для сложных статически определимых систем целесообразно использовать наряду с уравнениями равновесия для систем в целом, уравнения моментов для части системы, расположенной по одну сторону от соответствующего соединительного шарнира, относительно этого шарнира.