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

Механика материалов. Расчет статически неопределимых балок

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.11.2025
Размер:
3.71 Mб
Скачать

R

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