Построить эпюры внутренних усилий (QY и MX ).
Дано:
а=1 м, b = 3 м, с=1 м, l1 = 8 м, l2 = 4 м, l3 = 1 м, F1 = 16 кН, F2 = 6 кН,
q1 = 16 кН/м, q2 = 16 кН/м, М1 = 12 кН·м, М2 = 18 кН·м.
Примечание. Исходные данные даны для всех шести схем балок.
Рисунок 1.1. Исходная схема
Решение
Освобождаем балку от связей (опор), заменяя их действие реакциями связей. Для полученной плоской системы сил составляем уравнения равновесия в виде:
ΣMA = 0, RB·(a+b+c) - М1 - F2·a = 0, (1)
ΣMB = 0, - RA·(a+b+c) - М1 + F2·(b+c) = 0, (2). Из уравнения (1), находим:
RB = (М1 + F2·a)/(a+b+c) = (12,0 + 6,0·1)/( 1 + 3 +1) = 3,6 кН. Из уравнения (1), имеем:
RA = [- М1 + F2·(b+c)]/(a+b+c) = [-12 + 6·(3+1)]/( 1 + 3 +1) = 2,4 кН.
Проверка: Условие равновесия ΣFiy = 0 - должно выполняться.
ΣFiy = RA - F2+ RB = 2,4 - 6,0 + 3,6 = 6,0 - 6,0 = 0, следовательно опорные реакции определены - правильно.
Разбиваем длину балки на три характерных силовых участка:I, II и III и для каждого участка составляем аналитические выражения: Qy = Qy(x) и Мz = Мz(x)
.
Участок I (AC): 0 ≤ х1 ≤ а = 1 м.
Qy(x1) = RA = 2,4кН = const, следовательно QA = QлевC = 2,4 кН.
Мz(x1) = RA·х1 - уравнение наклонной прямой.
М(0) = MA = RA·0 = 0,
М(1,0) = MС = 2,4·1,0 = 2,4 кН·м.·
Участок II (BE): 0 ≤ х2 ≤ c = 1 м.
Qy(x2) = - RB = - 3,6кН = const, следовательно QB = QE = - 3,6 кН.
Мz(x2) = RB·х2 - уравнение наклонной прямой.
М(0) = MB = RB·0 = 0,
М(1,0) = MправE = 3,6·1,0 = 3,6 кН·м.
Участок III (BE): 0 ≤ х3 ≤ b = 3 м.
Qy(x3) = - RB = - 3,6кН = const, следовательно QE = QправC = - 3,6 кН.
Мz(x3) = RB·(с + х3) - М1 - уравнение наклонной прямой.
М(0) = MлевE = 3,6·( 1 + 0) - 12 = - 8,4 кН·м.
М(3,0) = MС = 3,6·( 1 + 3) - 12 = 2,4 кН·м