Пример 4.

Анализ предложенной задачи приводит к следующим выводам:

- данная конструкция является консольной балкой;

- определение опорных реакций в такой конструкции необязательно;

- построение эпюры моментов следует начинать со свободного конца;

- 19 -

- число характерных участков равно двум (см. стр.10).

Пронумеруем границы характерных участков. Расчет начнем с участка 1-2. Для этого вновь прибегнем к уже ставшему стандартным приему – мысленно установим в сечении, совпадающем с окончанием первого участка, жесткую заделку (рис.31,а). При этом эпюра на участке 1-2 является аналогом второго частного случая (см. рис.21), ее характер и величина изгибающего момента правее точки 2 известны (рис.31,б).

На следующем стандартном шаге ликвидируем условную заделку правее сечения 2 и переставляем ее в сечение 3 (рис32,а). При этом в сечении 2 восстанавливаются ее кинематические характеристики. Далее рассмотрим участок 2-3. Приложим к нему сосредоточенный момент М=9, отложенный ниже нейтральной оси в сечении правее т.2 (см. рис.32,б) и растягивающий, таким образом, нижние волокна. Кроме того, на участке 2-3 (рис.32,б) добавляем равномерно-распределенную нагрузку интенсивностью q = 2.

М=9

- 20 –

Исходя из принципа независимости действия сил, вычислим величину изгибающего момента в сечении 3. Независимое действие М=9 соответствует частному случаю 2 (рис.21), приводя к растяжению, как было отмечено только что, нижних волокон. Отложим ординату 9 ниже нейтральной оси (рис.32,г); независимое действие равномерно-распределенной нагрузки q=2 приводит к растяжению верхних волокон (по аналогии с частным случаем 3 на рис.24). А величина созданного ею момента в заделке 3 равна. Отложим эту ординату выше нейтральной оси. Алгебраическая сумма воздействий (в данном случае изгибающих моментов) в заделке 3 равна М₃=16-9=7. Этот момент растягивает верхние волокна. В пределах характерного участка 2-3 эпюра изгибающих моментов очерчена по квадратной параболе выпуклостью вниз . Результат проведенного расчета на участке 2-3 – на рис.32,д. На рис. 32,е изображена полная эпюра моментов для рассмотренного случая загружения консольной балки системой нагрузок.

Пример 5.

Анализ предложенной задачи приводит к выводам, неоднократно обозначенным выше:

- данная конструкция является консольной балкой;

- определение опорных реакций в такой конструкции необязательно;

- построение эпюры моментов следует начинать со свободного конца;

- число характерных участков равно двум (см. стр.10).

Пронумеруем границы характерных участков. Расчет начнем с участка 1-2. Для этого вновь прибегнем к уже ставшему стандартным приему – мысленно установим в сечении, совпадающем с окончанием первого участка, жесткую заделку (рис.33,а). При этом эпюра на участке 1-2 является аналогом третьего частного случая (см. рис.24), ее характер и величина изгибающего момента правее точки 2 известны (рис.33,б).

Рис.33

- 21 –

На следующем стандартном шаге ликвидируем условную заделку правее сечения 2 и переставляем ее в сечение 3 (рис34,а). При этом в сечении 2 восстанавливаются ее кинематические характеристики. Далее рассмотрим участок 2-3. Приложим к нему сосредоточенный момент М=13,5, отложенный выше нейтральной оси в сечении правее т.2 (см. рис.34,б) и растягивающий, таким образом, верхние волокна. Также в сечение 2 переносим «скрытую» поперечную силу R, равную R = q×L= 3×3=9. Кроме того, на участке 2-3 (рис.34,б) в сечении 2 добавляем сосредоточенный момент М = 9.

R = q×L= 3×3=9

R=9 R=9

R=2

Упростим полученную систему нагрузок, действующих на участок 2 – 3, вычислив равнодействующую двух сосредоточенных моментов М_R = 15 – 13,5 = 1,5. Этот момент растягивает нижние волокна.

Исходя из принципа независимости действия сил, вычислим величину изгибающего момента в сечении 3. Независимое действие сосредоточенного момента М=1,5 соответствует частному случаю 2 (рис.21), приводя к растяжению, как было отмечено только что, нижних волокон. Отложим ординату 1,5 ниже нейтральной оси (рис.34,г); независимое действие сосредоточенной R=2 приводит к растяжению верхних волокон (по аналогии с частным случаем 1 на рис.18). А величина созданного ею момента в заделке 3 равна P×L= 9×2= 18. Отложим эту ординату выше нейтральной оси. Алгебраическая сумма воздействий (в данном случае изгибающих моментов) в заделке 3 равна М₃=18-1,5=16,5. Этот момент растягивает верхние волокна. В пределах характерного участка 2-3 эпюра изгибающих моментов прямолинейна. Результат проведенного расчета на участке 2-3 – на рис.34,д. На рис. 34,е

- 22 -

изображена полная эпюра моментов для рассмотренного случая загружения консольной балки заданной системой нагрузок.