Сопротивление материалов. В 2 ч. Ч. 2
.pdf
Ay = 19,8 кН Q = 10 кН/м By = 10,2 кН
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M = 6 кН м |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
3 м |
|
|
|
C |
|
|
2 м |
|
|
B |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
19,8/10 = 1,98 |
|
|
|
|
|
|
MF, кН м |
6 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
3/2 = 1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ω1 |
|
ω2 |
|
ω3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ql22/8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Mmax = 19,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2/5 |
|
yF2 |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
y1 |
|
|
|
|
y3 |
y4 |
3/5 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
z1 |
|
|
|
1,2 |
|
|
|
z4 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
z2 |
|
|
|
|
|
|
z3 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39,9/EIx |
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вариант б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
EIxVC i yi . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
4 4 8 кН м2 ; |
|
1 |
18 2 |
18 кН м2 ; |
|||||||||||||||||||
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
2 4 2 |
5,33 кН м2 , рис. 5.35. |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
121
|
|
Ay = 1 кН |
q = 8 кН/м |
|
|
By = 17 кН |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
M = 22 кН м |
|
|
C |
|
B |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 м |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
MF, кН·м |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω2 |
|
|
|
ω3 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ql22/8 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
M1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
1/3 |
|
|
|
|
y1 |
F = 1 |
|
y2 |
|
2/3 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y3 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
z1 |
|
|
|
4/3 |
z3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12,45/EIx |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
2 4 2,67; |
y |
1 |
2,67 0,89 м; |
|||||||||||||
1 |
|
3 |
|
|
|
1 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
z2 |
2 |
2 1,33; |
y2 |
2 |
1,33 0,89 м; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
|
1 2 1; |
y 0,67 1 0,67 м. |
|||||||||||||
3 |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
EIxVC = –8·0,89 + 18·0,89 + 5,33·0,67 = 12,45 кН м3.
122
Задача 5.20
Для двухопорной балки с консолью, рис. 5.36, подобрать номер прокатного двутавра из условия жесткости, если R = 210 МПА,
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|||
300 |
|||||
|
l adm |
|
|
а |
|
|
б |
|
|
D |
D |
|
С |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
в
|
|
С |
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.36 |
|
|
|
|
Построить эпюру прогибов. |
|
|
|
||
|
Ответы: |
|
|
|
|
|
|
а. I № 16, C 0,946 см (вниз), |
D 0,528 см (вверх). |
|
|||
|
б. I № 12, C 1,93 см (вверх), |
D 2,79 см (вниз). |
|
|||
|
в. I № 24, C 2,31 см (вниз), |
D 1,63 см (вверх). |
|
|||
|
|
|
Вариант а) |
|
||
|
|
|
Решение |
|
|
|
|
|
|
EIxV i yi . |
|
||
|
|
1 13,6 2 13,6 кН м2 ; |
|
1 13,6 2 13,6 кН м2 |
; |
|
|
1 |
2 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
4,8 2 4,8 кН м2 ; |
|
1 4,8 1,2 2,88 кН м2 , рис. 5.37. |
||
3 |
2 |
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
123
|
Ay = 6,8 кН |
|
By = 13,2 кН |
F2 = 4 кН |
||||||||||
|
|
F1 = 16 кН |
|
|||||||||||
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
B |
D |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
2 м |
|
|
2 м |
|
|
|
|
|
1,2 м |
|||
|
|
MF, кН·м |
|
|
|
|
|
|
|
4,8 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
ω3 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ω1 |
ω2 |
|
|
|
|
|
|
ω4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
13,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/2 |
|
|
F1 = 1 |
|
|
|
|
|
|
1/2 |
|
||
|
|
|
|
y1 |
|
y2 |
|
y3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
M2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
1,2 |
F2 = 1 |
||
|
|
|
y’1 |
|
y’2 |
|
y’3 |
|
|
|
y’4 |
|||
|
|
V, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,946 |
|
|
|
|
|
|
0,528 |
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.37 |
|
|
|
|
|
|
|
||
y |
1 |
2 2 0,667 м; |
y |
2 |
|
1 2 2 0,667 м; |
||||||||
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
y |
1 |
1 2 0,333 м; |
|
y |
4 |
0. |
|
|
||||
|
|
3 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
124
y1' |
0,3 |
2 |
2 0,4 м; |
y2' |
|
|
2 |
|
1 |
2 |
|
0,8 м; |
|||||
3 |
0,3 |
|
3 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
y' |
0,3 |
|
2 |
2 2 |
|
1 м; |
y' |
1 2 |
1,2 0,8 м. |
|||||||
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
EIxVC = 13,6·0,667 + 13,6·0,667 – 4,8·0,333 = 16,54 кН м3; VC Vadm 300l 300400 1,333 см;
Ix |
16,54 |
16,54 103 |
620 см4. |
|
200 109 1,333 10 2 |
||||
|
EVC |
|
Принимаем двутавр № 16: Wx = 109 см3; Ix = 873 см4.
VC |
|
16,54 103 |
|
0,946 см (вниз); |
|
200 |
109 873 |
10 8 |
|||
|
|
EIxVD = –13,6·0,4 – 13,6·0,8 + 4,8·1 + 2,88·0,8 = –9,22 кН м3;
VD |
|
9,22 103 |
0,528 см (вверх). |
|||
200 |
109 873 |
10 8 |
||||
|
|
|
||||
max |
Mmax |
13,6 103 |
125 МПа. |
|||
|
|
Wx |
109 10 6 |
|
||
Вариант б) Р е ш е н и е
EIxV i yi .
1 12 6 3 9 кНм2 ; 2 12 3 12 6 9 кНм2 ;3 6 3 18 кНм2 ; 4 6 1 6 кНм2 , рис. 5.38.
125
|
|
|
|
|
Ay = 2 кН |
M1 = 18 кН м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
By |
= 2 кН M2 = 6 кН м |
|||||||||||||||||
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 м |
C |
3 м |
|
|
|
|
|
B |
|
D |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 м |
|||||||||
|
|
|
|
|
MF, кН м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω2 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω1 |
|
|
ω3 |
|
|
|
|
ω4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
F1 = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/2 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2 y3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
1 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,167 |
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
F2 |
= 1 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y’2 |
|
y’3 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
y’1 |
|
|
|
|
|
|
|
y’4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
V, см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,79 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
y 1 |
2 3 1 м; |
y |
2 |
1 |
2 3 1 м; |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
|
|
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
1 1 3 0,75 м; |
y |
4 |
0. |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
126
|
y' |
0,167 |
2 |
2 0,334 м; |
||||
|
1 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y2' |
|
|
3 |
|
1 |
3 |
|
0,668 м; |
0,167 |
3 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y' |
0,167 |
3 |
1 3 |
|
0,752 м; |
|||
3 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y4' 1 |
1 |
0,5 м. |
||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
EIxVC = 9·1 – 9·1 – 18·0,75 = –13,5 кН м3;
|
V V |
|
|
l |
|
600 |
2 см; |
||
|
|
|
|
||||||
|
C |
adm |
300 |
300 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Ix |
13,5 |
|
|
13,5 |
103 |
|
338 см4. |
||
EVC |
200 109 |
|
2 10 2 |
||||||
|
|
|
|
||||||
Принимаем двутавр № 12: Wx = 58,4 см3; Ix = 350 см4.
VC |
|
13,5 103 |
1,93 см (вверх) ; |
||
200 |
109 |
350 10 8 |
|||
|
|
||||
EIxVD = –9·0,334 + 9·0,668 + 18·0,752 + 6·0,5 = 19,55 кН м3;
VD |
|
19,55 103 |
2,79 см (вниз). |
|||
200 |
109 350 10 8 |
|||||
|
|
|
||||
max |
Mmax |
12 103 |
205 МПа. |
|||
58,4 10 6 |
||||||
|
|
Wx |
|
|||
127
6. СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫЕ БАЛКИ
Задача 6.1
Для балки с защемленным левым и шарнирно опертым правым концом, рис. 6.1, построить эпюры Q и М, определить прогиб посередине пролета, изобразить ось изогнутой балки.
а |
|
б |
|
в |
Рис. 6.1
Жесткость сечения балки ЕIX.
Воспользоваться уравнениями метода начальных параметров.
Ответы: |
|
|
|
а. АY = 8,67 кН; |
ВY = 9,33 кН; |
МA = 8,0 кН·м; |
= –4,12/ЕJХ. |
б. АY = 8,75 кН; |
ВY = 11,25 кН; |
МA = 10,0 кН·м; |
= –8,35/ЕJХ. |
в. АY = 1,97 кН; |
ВY = –1,97 кН; |
МA = –4,12 кН·м; |
= 4,87/ЕJХ. |
Вариант а)
Решение
|
|
|
|
M B AY 3 M A 18 1 0; |
(6.1) |
|||||
|
|
|
|
M A BY 3 M A 18 2 0; |
(6.2) |
|||||
EI |
|
v |
|
M |
|
32 |
A |
33 |
18 13 0, рис. 6.2. |
(6.3) |
|
X |
|
B |
|
A |
2 |
Y |
6 |
6 |
|
128
Рис. 6.2
Из (6.1), (6.2), (6.3)
AY 8,67 кН, |
BY 9,33 кН, |
M A 8,0 кН м, рис. 6.3. |
Рис. 6.3
129
При z = 1,5 м ( 0 = 0, θ0 = 0):
EIX 8 1,522 8,67 1,563 4,12;
4,12 .
EIX
Задача 6.2
Для двухпролетной балки, рис. 6.4, построить эпюры Q и М, подобрать номер прокатного двутавра, если R = 210 МПа.
|
|
|
а |
б |
в
Рис. 6.4
Использовать уравнения метода сил.
Ответы:
а. МB = –20,4 кН·м; МX,max = 26,5 кН·м; двутавр № 18. б. МB = –24,8 кН·м; МX,max = 26,0 кН·м; двутавр № 18. в. МB = МX,max = –26,3 кН·м; двутавр № 18.
130
