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

Сопротивление материалов. В 2 ч. Ч. 2

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
29.11.2025
Размер:
6.86 Mб
Скачать

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

 

 

 

y1

 

y2

 

y3

 

 

 

y4

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y2

 

y3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1

 

 

 

 

 

 

 

y4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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