Механика материалов. Расчет статически неопределимых балок
.pdfR |
80 2,5 |
25,8 кН, |
|
||
22 |
3 |
|
|
|
M2 0, M2 m R12 3 0,
R |
80 2,5 |
25,8 кН. |
|
||
12 |
3 |
|
|
|
31
Рис. 3.5
32
Рис.3.5 (продолжение)
33
Строим эпюры по пролётам. Реакции на опорах балки будут равны:
RA R01 59,2 кН,
RB R11 R12 60,8 25,8 35 кН,
RC R12 25,8 кН.
Выполняем проверку правильности вычислений. Вертикальное перемещение точки A должно быть равным нулю:
A 0,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(M |
F |
M |
1 |
) |
|
1 |
2 |
|
|
1 |
|
1 |
|
2 |
|
||||
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
2,5 3 |
|
3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
EI |
|
|
|
|
EI |
3 |
|
8 |
|
2 |
|
2 |
|
3 |
|
|||
|
1 |
|
2 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
2,5 3 |
|
3 |
|
80 3 |
|
3 |
0 |
|
|
|
|
||||||
|
2 |
|
3 |
|
2 |
|
3 |
|
|
Пример 2
Построить эпюры внутренних сил для балки, изображенной на рис. 3.6.
Решение.
Балка один раз статически неопределима. Рисуем приведенную, основную и эквивалентную системы.
Записываем уравнение трёх моментов:
|
|
|
|
|
a |
|
b |
|
M l 2M |
2 |
(l l |
) M l |
6 |
1 1 |
|
2 2 |
. |
|
|
|||||||
1 1 |
1 2 |
3 2 |
|
l1 |
|
l2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
34
Rq=40к
Н
Рис. 3.6
35
Рис. 3.6 (продолжение)
36
Находим моменты в опорах:
M1 0 , M3 m q2 2 40 кНм.
Момент m учитываем только один раз в уравнении трех моментов и не учитываем на втором пролете балки.
Строим эпюры изгибающего момента для каждой балки в отдельности и определяем правые части уравнения трех моментов:
1a1 0; |
l1 0, |
|
т.к. это фиктивный (нулевой) пролет. |
|||||||||||||||||||
b |
|
2 |
|
10 42 |
|
4 2 106,67 кН.м3. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 1 |
|
3 |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
После подстановки в уравнение трех моментов и |
||||||||||||||||||||||
преобразований находим момент M 2 : |
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2M |
2 |
(l l |
2 |
) M l |
|
6 1a1 , |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 2 |
|
|
|
l1 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M 2 3 |
|
|
1a1 |
|
|
|
M3l2 |
, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
l1(l1 l2 ) |
|
2(l1 l2 ) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
M 2 3 |
106,67 |
|
|
40 4 |
20 20 40 кН.м, M A M2 40 кН.м. |
|||||||||||||||||
|
|
2 4 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
4 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Находим реакции опор и строим эпюры внутренних сил: |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
M A 0, M A q1 4 2 q2 2 5 RB 4 0, |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
40 10 4 2 20 2 5 |
40 кН, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M B 0, M A q1 4 2 q2 2 1 RA 4 0, |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
RA |
40 10 4 2 20 2 1 |
40 кН. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Проверяем правильность решения задачи. Вертикальное перемещение точки В должно равняться нулю:
B 0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 42 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
M |
1 |
|
1 |
2 |
|
|
1 |
|
1 |
|
2 |
|
||||||
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
4 |
|
40 4 |
|
4 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
EI |
|
|
|
|
|
EI |
3 |
|
8 |
|
2 |
|
2 |
|
3 |
|
|||
|
1 |
40 4 |
1 |
|
0. |
|
|
4 |
|||
|
|
||||
|
2 |
|
3 |
|
|
37
Пример 3
Построить эпюры внутренних сил для балки, изображенной на рис. 3.7.
Решение.
Балка дважды статически неопределима. Выбираем основную систему путем постановки шарниров в промежуточные опоры балки.
Записываем систему уравнений трёх моментов:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
b |
|
|
||||
|
M |
l 2M |
1 |
(l l |
2 |
) M |
2 |
l |
2 |
|
6 |
|
1 1 |
|
|
2 2 |
|
, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
0 1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
|
|
|
|
l2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
M l 2M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
a |
2 |
|
|
|
|||||||||
2 |
(l l |
2 |
) M l 6 |
|
|
|
|
|
3 3 |
|
. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
1 1 |
|
1 |
|
3 3 |
|
|
|
|
|
|
|
l2 |
|
|
|
|
l3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В данном примере: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
M0 0, M3 |
0, l1 |
l2 |
l2 l, M 2 , M3 - неизвестные моменты. |
||||||||||||||||||||||||
Тогда получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
4M l M |
|
|
a |
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
2 |
l 6 |
|
1 1 |
|
2 2 |
|
, |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
M l 4M l 6 |
|
|
2 |
|
2 |
|
3 3 |
. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Строим эпюры изгибающих моментов и определяем правые части уравнений трех моментов:
|
|
|
|
a |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
Fl |
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 4 2 |
60 кН м . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
l |
2 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
4 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
b |
|
|
2 |
a |
2 |
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
ql2 |
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
40 42 |
|
|
|
|
|
|
|
320 |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кН.м2, |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
l |
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
l |
|
3 8 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
3 |
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
m |
|
|
|
l l |
|
|
1 |
|
l |
|
|
1 |
|
m |
|
l |
|
|
|
2 |
|
|
|
l |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
b |
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 3 |
|
|
|
3 3 |
|
|
|
|
|
|
3 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l |
|
2 2 2 2 |
|
|
|
3 2 |
|
|
2 2 2 3 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 2 2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
30 |
2 |
|
|
2 |
10 |
кН м . |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Подставляем значения в систему уравнений. Получим:
38
M1 55 кН.м, M 2 30 кН.м.
Моменты отрицательны, поэтому меняем их направление на обратное напрваление (б).
Максимальное значение изгибающего момента на втором пролёте определим по формуле:
M |
|
M |
0 |
M |
n 1 |
|
M n M n 1 |
z |
|
|
38 кН.м, |
|
|||||
z |
z |
|
0 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
ln |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
M z0 |
ql |
|
|
|
qz2 |
|
79,5 кН.м, z0 |
86,25 |
|
|
|||||||
|
2 |
z0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
2,16 |
м. |
||||||
|
2 |
2 |
|
|
q |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Выполним проверку путём перемножения эпюры изгибающих
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моментов M на единичные эпюры M1 и M 2 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
M |
1 |
|
|
55 |
4 |
2 |
1 |
1 |
|
60 4 |
1 |
|
1 |
1 |
55 4 |
|
2 |
|
1 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
EI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EI 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
500 500 0, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
30 |
|
4 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
80 4 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
3 |
|
3 |
2 |
|
|
3EI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
M |
2 |
|
|
|
1 |
|
55 |
4 |
1 |
|
1 |
|
1 |
30 4 |
2 |
1 |
2 |
80 4 |
|
1 |
1 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
EI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EI 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
30 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
3 2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 3 2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
350 350 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EI |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
39
F
F
F
Рис 3.7
40
