Для заданной схемы балки (рис. 2) требуется определить опорные реакции, построить эпюры изгибающих моментов, найти максимальный момент Mmax и подобрать стальную балку двутаврового поперечного сечения при []=160 МПа. Данные взять из табл. 2 [1].
Исходные данные
Вариант a, м
b, м
l, м
Изгибающий момент M, кН∙м
Сосредоточенная сила F, кН
3 2,6
3,8
11
8
16
Решение
Определение реакций опор
Балка нагружена сосредоточенной силой F и сосредоточенным моментом M (рис. 1, а). Балка в точке A опирается на неподвижную шарнирную опору, в точке B- на подвижную, в которых возникают лишь вертикальные реакции (внешние нагрузки вертикальные, поэтому Fx=0⟹XA=0, а в подвижной опоре реакция перпендикулярна к опорной плоскости, т.е. также вертикальна).
Освободим балку от связей заменяя их соответствующими реакциями. (рис. 1, б).
Для определения реакций RA и RB составим и совместно решим уравнения равновесия балки.
mA=0⟹l-aRB-M-(l-a-b)F=0
Отсюда
RB=M+(l-a-b)Fl-a=8+11-2,6-3,8∙1611-2,6=9,714 кН.
RB=9,714 кН.
mB=0⟹-l-aRA+bF-M=0
RA=bF-Ml-a=3,8∙16-811-2,6=6,286 кН.
RA=6,286 кН.
-4895853810I
a=2,6 м
A
C
z
а)
б)
в)
г)
Эпюра Qy,
кН
D
M
y
II
III
Эпюра Mx,
кНм
Рис
. 2.
l=11 м
RA
z1
1
z2
2
z3
3
0
B
b=3,8 м
A
C
D
B
F
RB
6,286
-9,714
0
z
2.4
F
M
36,916
6,286
-9,714
0
8
8
00I
a=2,6 м
A
C
z
а)
б)
в)
г)
Эпюра Qy,
кН
D
M
y
II
III
Эпюра Mx,
кНм
Рис. 2.
l=11 м
RA
z1
1
z2
2
z3
3
0
B
b=3,8 м
A
C
D
B
F
RB
6,286
-9,714
0
z
2.4
F
M
36,916
6,286
-9,714
0
8
8
Проверка.
Fiy=RA+RB-F=6,286+9,714-16=0;
Расчеты верны.
Знаки показывают, что реакции RA и RB действительно направлены так, как показано на рис. 2.
2. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов
На участке I проведем сечение 1, на расстоянии z1 (0≤z1≤2,6 м) от точки A