Сборник заданий по курсу Сопротивление материалов для студентов специальности 1-36 11 01 Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование
.pdf
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
|
|
|
|
Нагрузка |
|
|
|
|
Продольные |
Поперечное |
||||
|
Расположе |
|
|
|
|
|
размеры балки, м |
сечение балки |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цифра шифра |
ние опор |
F, |
Сечение |
m, |
Сечение |
|
|
Участ |
|
|
|
|
|
Прокатны |
|
(рис.11,б) |
приложе |
приложе |
q, кН/м |
|
а |
|
b |
c |
h/b |
й |
|||
|
|
кH |
ния |
кНм |
ния |
|
|
ок |
|
|
|
|
|
профиль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
B, C |
30 |
B |
27 |
C |
10 |
|
AB |
2,3 |
|
1,3 |
3,2 |
2,0 |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
A, C |
-40 |
D |
-63 |
B |
-8 |
|
AC |
1,3 |
|
2,4 |
3,0 |
3,0 |
II |
3 |
A, D |
28 |
C |
-31 |
D |
6 |
|
AD |
1,2 |
|
2,4 |
2,2 |
2,5 |
III |
4 |
B, C |
35 |
D |
45 |
B |
-12 |
|
BC |
2,4 |
|
1,5 |
2,0 |
1,8 |
II |
5 |
A, D |
-50 |
B |
53 |
C |
15 |
|
BD |
1,5 |
|
2,2 |
1,4 |
2,4 |
I |
6 |
D, A |
55 |
B |
-19 |
C |
-8 |
|
CD |
2,5 |
|
1,3 |
2,5 |
2,8 |
I |
7 |
B, D |
-36 |
C |
25 |
D |
10 |
|
AB |
2,4 |
|
2,4 |
2,0 |
3,2 |
III |
8 |
B, C |
52 |
D |
-37 |
B |
11 |
|
BC |
3,5 |
|
1,5 |
2,5 |
1,6 |
II |
9 |
C, A |
-44 |
B |
-49 |
D |
-14 |
|
CD |
2,2 |
|
2,5 |
1,3 |
1,5 |
III |
0 |
D, B |
-48 |
B |
55 |
B |
16 |
|
AD |
1,3 |
|
3,2 |
2,5 |
1,0 |
I |
Порядковый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
номер цифры |
|
3 |
|
|
2 |
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
||
шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 12. Построение эпюр внутренних силовых факторов для плоской статически определимой рамы
Для заданной рамы, построенной по данным таблиц 12, а, б на основе стержневой системы (рис.12), и состоящей из четырех стержней, жестко скрепленных друг с другом, построить эпюры продольных и поперечных сил и изгибающих моментов.
Сосредоточенную силу F и пару сил m прикладывать к свободному концу указанного участка, если участок свободного конца не имеет – к наиболее удаленному от опоры концу. Сосредоточенная сила и распределенная нагрузка направлены перпендикулярно к продольной оси балки.
Положительные силы F и интенсивности q следует направлять на горизонтальных участках сверху вниз, на вертикальных – слева направо. Отрицательные – в противоположную сторону. Положительный момент m пары сил следует направлять против часовой стрелки, отрицательный – по часовой.
Жесткая заделка (ЖЗ) или шарнирно-неподвижная опора (ШН) и опорный стержень (горизонтальный – ГО или вертикальный – ВО) устанавливаются в указанной точке схемы. Стержни, не входящие в схему, на рисунке не указываются.
A |
|
M |
O |
B |
|
|
|
||
d |
|
m |
|
ЖЗ |
|
|
|
||
C |
ВО |
R |
S |
D |
d |
|
|
q |
|
E |
|
T |
U |
G |
d |
F |
|
|
|
|
|
|
ГО |
|
|
|
|
|
|
H |
|
V |
W |
Q |
d |
ШН |
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
N |
P |
L |
|
a |
b |
|
c |
Рис. 12. К построению расчетной схемы плоской статически определимой рамы
Таблица 12,а
|
Цифра шифра |
|
|
Участки рамы |
|
|
|
Расположение опор (участок) |
|
|
Расположение нагрузки (участок) |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
I |
II |
|
III |
|
IV |
|
ЖЗ |
ШН |
|
ГО |
|
ВО |
|
|
m1 |
|
m2 |
|
|
F1 |
|
|
F2 |
|
q |
|||
|
1 |
|
AB |
BG |
|
GT |
|
GQ |
|
- |
|
I |
|
- |
|
IV |
|
|
I |
|
II |
|
|
III |
|
- |
|
IV |
|||
|
2 |
|
AB |
AK |
|
KP |
|
PU |
|
I |
- |
|
|
- |
|
- |
|
|
IV |
|
III |
|
- |
|
|
II |
|
I |
|||
|
3 |
|
AK |
KP |
|
PO |
|
PL |
|
- |
|
I |
|
- |
|
IV |
|
|
III |
|
IV |
|
- |
|
|
I |
|
II |
|||
|
4 |
|
EG |
GB |
|
GL |
|
LN |
|
I |
- |
|
|
- |
|
- |
|
|
IV |
- |
|
|
III |
|
|
II |
|
I |
|||
|
5 |
|
CR |
RD |
|
RN |
|
DQ |
|
- |
|
IV |
|
III |
|
- |
|
|
I |
- |
|
|
II |
|
|
III |
|
IV |
|||
|
6 |
|
CR |
RM |
|
RD |
|
RV |
|
- |
|
III |
|
IV |
|
- |
|
|
- |
|
I |
|
|
II |
|
|
III |
|
IV |
||
|
7 |
|
MR |
RD |
|
DQ |
|
QH |
|
IV |
- |
|
|
- |
|
- |
|
|
- |
|
II |
|
|
IV |
|
|
I |
|
III |
||
|
8 |
|
AM |
MT |
|
TG |
|
GL |
|
- |
|
IV |
|
- |
|
I |
|
|
II |
|
IV |
|
|
III |
|
- |
|
I |
|||
|
9 |
|
LK |
KC |
|
CD |
|
DQ |
|
- |
|
I |
|
IV |
|
- |
|
|
III |
|
I |
|
- |
|
IV |
|
II |
||||
|
0 |
|
HW |
WQ |
|
WS |
|
SD |
|
- |
|
I |
|
- |
|
IV |
|
|
II |
- |
|
|
I |
|
IV |
|
III |
||||
|
Порядковый номер |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
|
цифры шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 12,б |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Размеры участков, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нагрузка |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Цифра шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
a |
|
b |
|
c |
|
|
d |
m1, кH м |
|
|
m2, кH м |
F1, кH |
|
F2, кH |
|
q1, кH/м |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
2,0 |
1,6 |
|
1,8 |
|
1,2 |
4 |
|
-6 |
|
9 |
|
|
-11 |
|
3 |
|
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
2,4 |
1,8 |
|
1,0 |
|
1,6 |
-7 |
|
-5 |
|
12 |
|
|
10 |
|
6 |
|
||||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
1,6 |
1,0 |
|
1,2 |
|
1,8 |
6 |
|
4 |
|
-10 |
|
|
13 |
|
5 |
|
||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
1,4 |
1,2 |
|
1,6 |
|
2,0 |
-9 |
|
-12 |
|
7 |
|
|
11 |
|
8 |
|
||||||||
|
|
5 |
|
|
|
|
1,8 |
2,0 |
|
2,0 |
|
1,4 |
8 |
|
-8 |
|
-7 |
|
|
-9 |
|
-6 |
|
||||||||
|
|
6 |
|
|
|
|
1,2 |
2,4 |
|
1,4 |
|
2,2 |
11 |
|
15 |
|
12 |
|
|
-10 |
|
4 |
|
||||||||
|
|
7 |
|
|
|
|
2,8 |
1,4 |
|
2,2 |
|
1,0 |
12 |
|
-14 |
|
8 |
|
|
-16 |
|
-7 |
|
||||||||
|
|
8 |
|
|
|
|
2,0 |
1,6 |
|
2,4 |
|
1,8 |
10 |
|
-15 |
|
11 |
|
|
14 |
|
-4 |
|
||||||||
|
|
9 |
|
|
|
|
1,6 |
2,2 |
|
1,4 |
|
2,8 |
16 |
|
-18 |
|
15 |
|
|
20 |
|
10 |
|
||||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
1,2 |
1,0 |
|
2,6 |
|
1,6 |
-14 |
|
16 |
|
12 |
|
|
-17 |
|
6 |
|
||||||||
|
Порядковый номер цифры шифра |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 13. Дифференциальное уравнение упругой линии
Построить эпюры углов поворота поперечных сечений и линию прогибов для заданных балок, используя метод непосредственного интегрирования дифференциального уравнения упругой линии для двухопорной балки квадратного сечения (рис.13,а) и метод начальных параметров для консольной балки круглого сечения (рис.13,б). Размеры балок определить из условия прочности. Материал балок сталь
(Е = 2,1·105 МПа, R = 210 МПа).
Расположение опор, нагрузок и продольные размеры балок представлены в табл. 13. Если при построении расчетной схемы сечение приложения сосредоточенной силы или момента совпадает с жесткой заделкой, то соответствующую нагрузку следует приложить в сечении на противоположном конце балки. Нагрузки, заданные со знаком “минус”, имеют направление, противоположное указанному на рисунке.
|
q |
m |
F |
|
y |
|
|
|
|
||
A |
B |
C |
D |
z |
x |
E |
|
a |
|
b |
|
c |
|
d |
a)
|
F |
q |
|
m |
y |
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
z |
x |
A |
E |
D |
C |
B |
|
a |
b |
c |
|
d |
|
б)
Рис.13. К построению расчетной схемы: двухопорной балки квадратного сечения – а,
консольной балки круглого сечения – б
Таблица 13
|
|
|
Нагрузка |
|
|
|
Опоры |
|
Продольные |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
размеры балки, м |
|||||||
Цифра шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
m |
|
q |
Шарнирно- |
Опорный |
Жесткая |
а |
b |
|
c |
d |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
kH |
Сечение |
kHм |
Сечение |
kH/м |
Участок |
неподвижная |
стержень |
заделка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(а) |
(а) |
(б) |
|
|
|
|
|
1 |
30 |
Е |
10 |
C |
5 |
AB |
A |
D |
A |
1,5 |
1,8 |
|
2,3 |
2,5 |
2 |
42 |
C |
18 |
A |
-8 |
AC |
B |
E |
B |
1,2 |
1,7 |
|
2,4 |
2,2 |
3 |
28 |
B |
-20 |
C |
10 |
AD |
E |
A |
B |
1,4 |
2,8 |
|
1,4 |
1,2 |
4 |
- |
D |
-19 |
B |
-6 |
СE |
C |
E |
A |
2,2 |
1,8 |
|
2,6 |
3,2 |
|
36 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
25 |
E |
14 |
B |
12 |
BC |
D |
B |
A |
1,2 |
1,5 |
|
2,3 |
2,1 |
6 |
2 |
C |
-33 |
D |
16 |
BE |
D |
A |
B |
3,2 |
2,6 |
|
1,2 |
2,2 |
7 |
- |
A |
41 |
E |
14 |
AC |
C |
B |
B |
2,2 |
1,0 |
|
1,5 |
3,2 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
- |
D |
13 |
B |
8 |
DE |
A |
C |
A |
1,6 |
1,2 |
|
2,4 |
2,2 |
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
48 |
A |
22 |
C |
-10 |
CD |
E |
B |
B |
2,3 |
1,6 |
|
3,2 |
1,6 |
0 |
26 |
B |
-25 |
E |
18 |
AE |
A |
E |
A |
2,4 |
0,9 |
|
2,3 |
1,2 |
Порядковый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
номер цифры |
1 |
3 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
2 |
|
|
1 |
|
|
шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 14. Вычисление интеграла Мора по способу Верещагина при определении перемещений в статически определимых системах
Определить методом Мора максимальные значения углов поворота сечений и прогибов балок (рис.13, а, б), используя данные задачи 13.
Задача 15. Определение перемещений узлов плоской фермы
Определить перемещение заданного узла плоской статически определимой фермы (рис.15), состоящей из стержней одинакового сечения, в следующих случаях:
а) от внешней нагрузки, приложенной в указанном узле и образующей заданный угол с положительным направлением вертикальной оси y (угол отсчитывается против хода часовой стрелки);
б) в результате изменения температуры (нагревания или охлаждения) стержней фермы на t , если коэффициент линейного расширения материала стержней 12,5 10 6 C 1 ;
в) после монтажа фермы со стержнем, длина которого меньше или больше номинального размера на l
( l l lном ).
Исходные данные для расчета приведены в табл. 15.
h
h
I
B |
4 |
D 7 E |
1 |
3 |
5 |
|
|
6 |
A |
2 |
C |
|
d |
d |
IV
D |
4 |
|
E 8 |
G |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
A |
2 |
|
C 6 |
B |
|
d |
|
d |
|
II
|
C |
4 |
E |
8 |
G |
h |
1 |
3 |
5 |
7 |
9 |
|
A |
2 |
D 6 |
B |
|
|
|
d |
|
d |
|
V
|
|
D |
6 |
E |
|
h |
2 |
3 |
5 |
7 |
9 |
A |
1 |
C |
4 |
G 8 |
B |
|
d |
|
d |
d |
|
h
h
III
C |
4 |
E |
8 |
G |
2 |
|
5 |
7 |
|
3 |
|
9 |
||
A 1 |
D |
6 |
|
B |
d |
|
d |
10 |
|
VI
A 2 D |
6 |
G |
|
3 |
5 |
9 |
|
|
7 |
|
|
1 |
|
|
|
C |
4 E |
8 |
B |
d |
d |
d |
|
h
B 1
A
VII
|
4 D |
7 E |
|
3 |
5 |
6 |
|
C |
|||
|
|||
2 |
|
||
d |
|
d |
|
h
VIII
D 4 E
2 3 5
7
A 1 C |
6 |
B |
d |
d |
|
h
|
IX |
|
|
|
X |
|
B |
|
|
|
A |
4 |
D 7 |
|
4 |
D |
|
|
3 |
B |
1 |
|
1 |
5 |
|||
3 |
7 |
h |
||||
|
5 |
|
E |
|
|
6 |
A |
2 C |
6 |
|
C |
2 |
E |
|
d |
d |
|
|
d |
d |
Рис.15. Плоская статически определимая ферма
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 15 |
|
|
|
|
|
|
Внешняя |
|
Изменение |
Дислокационное |
|
|||
Цифра шифра |
Схема |
d, |
|
h, |
|
нагрузка |
|
температуры |
воздействие |
Определить |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(рис.15) |
м |
|
м |
Узел |
,град |
|
F, |
t, C |
Стержень |
l l |
перемещение узла |
||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
кН |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
I |
2 |
|
2 |
C |
|
150 |
|
50 |
35 |
3 |
0,005 |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
II |
3 |
|
4 |
D |
|
60 |
|
96 |
25 |
8 |
- 0,003 |
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
III |
1,5 |
|
1,2 |
E |
|
120 |
|
36 |
40 |
5 |
0,004 |
G |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
IV |
2,5 |
|
2,5 |
D |
|
330 |
|
48 |
52 |
1 |
- 0,007 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
V |
4 |
|
3,6 |
E |
|
45 |
|
75 |
18 |
9 |
0,008 |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
VI |
5 |
|
4 |
C |
|
240 |
|
20 |
29 |
4 |
0,012 |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
VII |
2,2 |
|
1,8 |
E |
|
300 |
|
16 |
63 |
6 |
- 0,01 |
E |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
VIII |
3 |
|
2,5 |
D |
|
210 |
|
60 |
33 |
2 |
- 0,009 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
IX |
1,6 |
|
1,6 |
C |
|
135 |
|
85 |
72 |
6 |
0,006 |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
X |
2 |
|
3 |
D |
|
30 |
|
25 |
48 |
5 |
- 0,002 |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Порядковый номер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цифры шифра |
3 |
2 |
|
1 |
|
2 |
|
1 |
2 |
3 |
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 16. Метод сил (статически неопределимая балка)
Для заданной стальной балки (рис.16) подобрать размеры двутаврового
сечения, если R 210МПа и E 2,1 105 МПа.
Исходные данные для расчета приведены в табл.16. Нагрузки, указанные в таблице со знаком “минус” имеют направление, противоположное указанному на рисунке.
F
q
m
A
B
C
D
E 







G
a b c d e
Рис. 16. К построению расчетной схемы статически неопределимой балки
Таблица 16
|
|
|
Нагрузка |
|
|
|
Опоры |
|
|
Продольные |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
размеры балки, м |
||||
Цифра шифра |
F, |
точка |
m, |
точка |
q, |
участок |
жесткая |
шарнирно |
опорный |
|
|
|
|
|
|
kH |
приложения |
kHм |
приложения |
kH/м |
|
заделка |
неподвижная |
стержень |
а |
b |
c |
d |
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
42 |
B |
-15 |
G |
6 |
DE |
A |
- |
C,E |
2,4 |
2,4 |
1,8 |
1,2 |
1,2 |
2 |
- |
D |
14 |
E |
4 |
BD |
B |
- |
D,G |
1,2 |
1,5 |
1,3 |
1,2 |
1,3 |
|
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
19 |
G |
12 |
A |
7 |
CE |
- |
B |
A,D,E |
1,3 |
1,2 |
1,4 |
2,2 |
1,2 |
4 |
24 |
B |
36 |
D |
-8 |
CG |
- |
A |
C,D,G |
1,5 |
2,2 |
2,5 |
2,4 |
1,8 |
5 |
- |
E |
40 |
C |
10 |
AC |
G |
- |
B,D |
1,8 |
1,2 |
1,6 |
1,5 |
1,5 |
|
51 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
36 |
B |
25 |
D |
-12 |
BC |
E |
- |
A,C |
1,6 |
2,6 |
2,5 |
1,8 |
2,5 |
7 |
27 |
C |
-32 |
E |
14 |
AB |
- |
G |
A,B,D |
2,4 |
1,4 |
1,6 |
1,3 |
2,3 |
8 |
46 |
B |
19 |
G |
9 |
CE |
- |
E |
A,C,D |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
1,6 |
2,3 |
9 |
- |
C |
6 |
D |
-5 |
AG |
- |
A |
B,D,G |
2,4 |
2,7 |
2,7 |
1,8 |
2,5 |
|
22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
16 |
D |
-5 |
B |
13 |
BE |
A |
- |
C,G |
1,6 |
2,5 |
1,9 |
2,8 |
1,8 |
Порядковый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
номер цифры |
1 |
3 |
2 |
3 |
1 |
2 |
|
3 |
|
|
|
2 |
|
|
шифра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
