Для статически определимой балки, защемленной одним концом (рис.1):
Определить реакции закрепления.
Построить эпюры Q и M.
Подобрать размеры круглого и прямоугольного поперечного сечения, приняв [σ] = 10 МПа.
Числовые данные:
l1, м
q2, кН/м
P2, кН
M1, кНм
l2, м
hb
1,5 10 20 20 3 1,8
Рис.1−Расчетная схема
Рис.2−Поперечное сечение балки
Решение
Для балки, изображенной на рис.3 сначала определим реакции закрепления из уравнений равновесия:
Fx=HA=0; Fy=RA-P2-q2∙l2=0=>RA=20+10∙3=50 кН;
MzA=MA-M1-q2∙l2∙l1+l22-P2∙l1+l2=0=>MA=20+10∙3∙3+20∙4,5=200 кНм.
2. Построение эпюр внутренних усилий.
Теперь, когда известны все внешние силы, приложенные к балке, при построении эпюр можно рассматривать любую сторону от сечения.
Балка разбивается на два участка.
На первом участке рассмотрим все внешние силы слева от произвольного сечения, находящегося на расстоянии x1 от заделки
0≤x1 ≤l1=1,5 м
Qyx1=RA=50 кН; Mzx1=-MA+RA∙x1=-200+50∙x1=>Mz0=-200 кНм;Mz1,5=-200+50∙1,5=-125 кНм;
Для второго участка x2 расстояние от правого, свободного конца балки
0≤x2 ≤l2=3 м
Qyx2=P2+q2∙x2=20+10∙x2=>Qy0=20 кН;Qy3=20+10∙3=50 кН;
Mzx2=-P2∙x2-q2∙x222=-20∙x2-5∙x22=>Mz0=0;Mz3=-20∙3-5∙32=-105 кНм.
Анализируя вид эпюр, представленных на рис.3, можно отметить следующие свойства:
− на участке, где нет распределенной нагрузки, эпюра Qy постоянная, эпюра Mz − линейная;
− на участке, где есть распределенная нагрузка, эпюра Qy линейная, эпюра Mz очерчена по параболе, направленной выпуклостью навстречу нагрузке;
− там, где приложена сосредоточенная сила, на эпюре Qy имеется скачок на величину этой силы, на эпюре Mz −излом в направлении, противоположном силе (навстречу);
−там, где приложен сосредоточенный момент, на эпюре Mz − скачок на величину этого момент, на эпюре Qy ничего не меняется.
3