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

Механика Статика Составная конструкция

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
22.08.2019
Размер:
200.21 Кб
Скачать

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

1.СОСТАВНАЯ КОНСТРУКЦИЯ

За д а н и е. Найти опорные реакции составной конструкции, которая испытывает воздействие внешней нагрузки.

Пример 1.1:

Дано:

Р1 = 12 кН,

Р2 = 18 кН, Q1 =2,5 кН/м,

Q2 = 4 кН/м, М1 =10

кН·м,

М2 = 21 кН·м,

М3 = 32 кН·м (рис.1.1).

Найти реакции заделки А и опор С, Е. Геометрические размеры указаны в метрах.

2

2

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

1,2

 

 

 

 

 

 

Q1

 

 

 

Q2

М2

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

В

60

о

1,2

D

 

 

 

 

 

 

 

 

Р1

 

 

 

 

 

 

Р2

 

 

 

 

 

М1

 

М3

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

С

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1

 

 

 

Р е ш е н и е. Рассматриваемая конструкция является два раза статически неопределимой, т.к. число неизвестных реакций – 5 (3- в

заделке А и по одной в С и Е), а уравнений статики –три. Расчленим конструкцию на элементы, что даст возможность записать дополнительные уравнения равновесия.

Рассмотрим условия равновесия участка конструкции DЕ (рис.1.1.1):

МD (Fi )= yE × 2 - q2 ×1×0,5 - M 2 = 0;

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

2

Y

 

1

 

yE

 

 

 

 

Q2

М2

YЕ

XD

 

 

= yE - q2 ×1 =11,5

- 4Е= 7,X5

yD

D

 

Рис. 1.1.1

 

 

YD

 

 

 

 

=

q2 ×1×0,5 + M 2

=

4 ×1×0,5 + 21

=11,5 kН.

 

 

2

2

 

YI = y E - y D - q2 ×1 = 0;

кН.

X I = 0; xD = 0.

Рассмотрим условия равновесия участка конструкции ВDC (рис.1.1.2):

 

2

 

Y

2

 

 

 

 

 

YB

Q1

 

 

 

y

 

 

 

D

XB B

60

о

 

 

 

 

1,2

D x D

 

Р2

 

 

 

 

 

 

 

 

YC

М3 1,5

С X

Рис.1.1.2

рис.1.1.2.

МВ (Fi )= yD × 4 + yC × 2 - q1 × 2 ×1 +

+ P SIN 60o ×1,2 - P COS 60o × 2 + M = 0;

2 2 3

yC = (- 4 yD + q1 × 2 ×1 -1,2P2 SIN 60o +

+ 2P COS 60o - M )/ 2 =

2 3

= (- 4 ×7,5 + 2,5 ×1 -1,2 ×18 × 0,866 - -18 ×0,5 × 2 - 32)/ 2 = -28,85 кН.

Реакция YC направлена в противоположную сторону по отношению к обозначенной на

X

I

= -x

B

- x¢

+ P SIN 60o = 0;

 

 

 

 

 

 

 

D

 

2

 

x

B

= -x

+ P SIN 60o = 0 +18 × 0,866 = 15,59 кН.

 

 

 

D

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Y = y

B

 

+ y

+ y

C

- 2q - P COS 60o = 0;

i

 

 

 

 

D

 

1 2

 

y

B

= - y

 

- y

+ q × 2 + P COS 60o

= -7,5 - (- 37,85) + 25 × 2

 

 

 

 

 

D

 

 

C

 

1

2

 

+18 × 0,5 = 35,35 кН.

Рассмотрим условие равновесия участка конструкции АВ рис.1.1.3):

 

 

(

 

)= +М

 

+ M

 

- P ×0,8 -y

× 2 - x

× 2,7 = 0;

M

A

F

p

1

 

 

i

 

1

B

B

 

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

2

 

 

М p = -M1 + P1 × 0,8 + yB × 2 + xB × 2,7 = -10 +

 

 

 

1,2

 

 

+12 ×0,8 + 35,35 × 2 +15,59 × 2,7 =112,4 кН × м.

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Y = y

 

- P - y¢ = 0;

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

1

B

 

 

 

y

 

y

A

= P + y

=12 + 35,35 = 47,35 кН.

 

 

 

P1

 

 

 

 

1

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

= -x

 

+ x¢ = 0; x

 

= x=15,59 кН.

 

 

 

 

 

2,7

X

I

A

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

B

 

x

yA

M1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МP A

Рис. 1.1.3

Для проверки полученных результатов составим уравнения равновесия для всей конструкции (реакции промежуточных шарниров В и D при составлении уравнений не учитываются):

SY = y - P - q × 2 - P COS 60o - y - q ×1 + y = 0;

I A 1 1 2 C 2 E

47,35 -12 - 2,5 × 2 -18 × 0,5 - 28,85 - 4 ×1 +11,5 = 58,85 - 58,85 = 0.

SXI

= -xA + P2 SIN 60o = 0;

 

 

 

 

 

-15,59 +18 × 0,866 = -15,59 +15,59 = 0.

 

 

 

 

 

 

(

 

)

= М

 

+ M

 

- P × 0,8 - q × 2 × 3 - q

 

×1× 6,5 - M

 

+

M

A

F

p

1

2

2

 

 

 

 

i

 

 

 

 

1

1

 

 

+ y

E

×8 - y

C

× 4 + M

3

- P COS 60o

× 4 - P SIN 60o ×1,5 = 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

112,4 +10 -12 × 0,8 - 2,5 × 2 × 3 - 4 ×1× 6,5 - 21 +11,5 ×8 - 28,85 × 4 +

+ 32 -18 × 0,5 × 4 -18 × 0,866 ×1,5 = 246,4 - 246,4 = 0.

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Результаты расчета

 

Таблица 1.1

 

 

Момент

 

 

Силы, кН

 

 

в заделке

 

 

 

 

 

 

MP, кН·м

XA

 

YA

XC

YE

 

 

 

 

 

 

 

112,4

15,6

 

47,4

28,9

11,5

Варианты заданий на рис. 1.2-1.31 (нагрузки даны в табл. 1.2).

С

 

Рис.1.2

 

5

 

В

Р1

D

 

2

 

4

 

Q

4

 

 

М

 

Р2

А

 

С

 

 

 

 

8

Рис.1.3

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

8

3

А

М Q

Р1 C 45о В 2 1 1 D 2

Рис.1.4

2

Р2

3

М

А В

Е

2,5

1,5

Q

 

 

 

45о

 

С

 

 

 

Р2

 

4

 

Р2

 

30о

 

 

 

 

 

Рис.1.5

 

2

D

 

 

 

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

D

 

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

45о

Р1

 

 

М

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

Q

 

 

3

 

 

Р2

Р1

 

 

 

 

1

 

о

 

 

 

 

А

60

С

 

 

 

 

 

С

 

 

 

8

 

Рис.1.6

Рис.1.7

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

 

 

1

 

Р1

 

 

9

 

 

 

 

60о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

А

Р2

 

 

 

 

В

 

 

М

 

 

 

 

 

2

 

60о

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.8

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Р1

 

 

 

 

 

А

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р2

30о

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

М

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

3

 

3

 

3

 

 

 

 

Рис.1.10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

2

 

 

 

 

М

 

Е

 

 

 

 

Р1

А

 

 

0,8

 

 

 

60о

 

 

1

В

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

D

45

о

С

 

 

Р2

 

 

 

 

1

1

3

 

Рис.1.9

 

1

 

3

D

Q

 

С

 

 

 

 

30

о

1

 

 

 

 

 

 

Р2

 

М

 

В

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

Р1

 

 

 

1 А

Рис.1.11

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30о

Р1

А

 

 

В

 

 

45о

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

Q

 

 

60о

60о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

Р2

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р1

 

2

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2

 

 

 

М1

 

 

 

 

 

 

 

Р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.13

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45о

Рис.1.12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

Е

α

 

60о

А

 

 

 

 

60о

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

Р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

Р1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

α

2

 

В

 

 

 

 

 

60о

 

 

 

 

 

С

 

 

 

D

1,5

 

В

 

 

1 D

 

 

2

 

 

4

1,5

2,5

1,5

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.14

 

 

 

 

 

 

Рис.1.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

45о Р1

Q

С D

2

2

 

 

 

 

М

2

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

В

 

 

 

Р2

45о

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.16

 

11

2

1

Р1

2

3

 

 

 

 

 

С

А

D

 

 

В

М

 

 

 

 

 

 

 

2,5

 

 

 

Р2 Q 2,5

45о

Е

Рис.1.18

 

4

 

1

М

 

2

 

Р2

 

 

 

А

Q

 

 

2

 

 

 

 

 

 

С

 

Р1

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

В

 

 

 

2

 

 

Рис.1.17

 

 

 

2

1

2

 

4

 

Q

 

 

С

А

D

 

 

 

В

М

Р2

 

 

 

30о

 

Р1

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

Е

 

 

1,8

1,2

 

 

 

Рис.1.19

 

11

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

12

В D

 

 

 

 

1

Р1

 

 

 

Р1

60о

 

 

 

В

 

 

 

Q

 

 

 

 

3

 

 

4

М

4

3

3

1,5

 

 

 

3

Q

М1

 

 

Р2

 

 

 

 

 

А

С

 

 

 

 

 

А

С

 

 

5

3

 

 

 

 

D

Р2

 

1,5

 

3

 

Е

 

Рис.1.20

 

 

 

 

А

 

D

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

1,5

 

2

 

 

 

 

 

 

Р1

Q

Р2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

60о

1,5

В

 

 

 

 

2

 

 

Р1

 

 

 

 

 

1,5

 

 

30о

С

А

 

 

 

 

 

 

В

Рис.1.22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

Рис.1.21

2

Р2

1

Q

М

 

С

45о

Е

 

D

2

 

2

Рис.1.23

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

 

Р2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Р1

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

 

Е

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

В

5

 

1

1

 

3

 

 

 

 

 

Рис.1.24

 

 

А

Р1

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45о

С

 

 

Р2

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

60о

 

 

 

 

 

 

Рис.1.26

 

 

D

 

Е

3

 

2

4

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

Е

А

α

α

 

1,5

 

Q

 

 

 

 

 

Р2

 

Р1

4

 

 

 

α

М

 

D

 

С

 

 

 

 

 

 

3

2

1

1

Рис.1.25

D

М

Р2

С

 

 

 

30о

1,5

 

 

 

 

2

 

Q

 

В

 

 

 

1,5

Рис.1.27

 

Р1

 

1,5

 

 

А