Для двухопорной шарнирно закрепленной балки с двумя консолями, построить эпюры внутренних упругих сил Qy и Мх от воздействия заданных нагрузок.
Из условия прочности по нормальным напряжениям при плоском поперечном изгибе подобрать размеры поперечного сечения балки приняв: .
Сечение балки принять по табл.3, схема Д.
Исходные данные для решения задач взять из табл. 4.
Рис.5
Решение
248539064135003876675607060043720416988500
2002790584200 0,65 1,3м 0,65
387985049530024720551060450392049048895251269548895200279048895
419956218134741259891638304045410132299395782483251387988453559 12 23,7
433619636436426612736436239331558420231965558420223393056515215836558420207647257435200293059482 12
381190550165372808550800365442550800357187548895349313550800339661548895330390550800321437048895313944050800305689048895298513550800288861548676280670050800263398050165272415048895254593449202200293049221 Q,кН
2472269103696
-14,92
38106791469703880748115439002512728115542 -11,6
404541012117639578243008637265961256936530245461035724441036583491865156210
4266127109395419956253340412598921809339727278833026795334032150931093952906395182880029838651827492819203182968274913416194726545411827492570458182749239178218296822866791827492202596182968211501018274920029301840322002929184032 М,кНм
7,8
Рис.5.1
Реакции опор
Сумма моментов всех сил относительно точки B равна нулю:∑MB = - RA·1.3 - й·0.65·0.325 – F1·1.95 - 12·0.65 == - RA·1.3 - 18·0.65·0.325 - 12·1.95 - 12·0.65= - RA·1.3 - 35.0 = 0 ; RA = -35./1.3 = -26.925 кН;
Сумма моментов всех сил относительно точки A равна нулю:∑MA = RB·1.3 - q·0.65·1.625 – F1·0.65 – F2·1.95 = RB·1.3 - 18·0.65·1.625 - 12·0.65 - 12·1.95= RB·1.3 - 50.21 = 0; RB = 50.21/1.3 = 38.625 кН;
Для проверки вычислим сумму проекций всех сил на вертикальную ось:∑Y = RA + RB - q1∙0,65 - F1 - F2 = -26.925 + 38.625 - 18·0,65 + 12 - 12 == -26.925 + 38.625 - 11.7 + 12 - 12 = 0;
Построение эпюр
Участок I (0 ≤ z ≤ 0.65):
QI(z) = - F1 = 12 кН;
MI(z) = F1z = 12z;
MI(0) = 12·0 = 0; MI(0.65) = 12·0.65 = 7.8 кНм;
Участок II (0.65 ≤ z ≤ 1.95):
QII(z) = RA - F1 = -26.925 + 12 = -14.925кН;
MII(z) = RA(z – 0,65) - F1z = -26.925(z - 0.65)+ 12z = -14.925z + 17.5013;
MII(0.65) = -14.925·0.65 + 17.5013 = 7.8 кНм;MII(1.95) = -14.925·1.95 + 17.5013 = -11.6 кНм;
Участок III (1.95 ≤ z ≤ 2.6):
QIII(z) = RA + RB - q(z – 1,95) -+F1 = -26.925 + 38.625 - 18(z - 1.95) + 12 == -18z + 58.8;
QIII(1.95) = -18·1.95 + 58.8 = 23.7 кН; QIII(2.6) = -18·2.6 + 58.8 = 12 кН;
MIII(z) = F2z3;
MIII(1.95) = -12∙0,65 = -11.6 кНм; MIII(2.6) = 0;
Определим № швеллера из условия прочности
,
где – изгибающий момент в опасном сечении балки, который определяем по эпюре, == 11,6
Wx≥11,6∙103160∙106=72,5∙10-6м3=72,5см3;
Для одного швеллера Wx1=36,25см3;
Принимаем швеллер № 12, у которого Wx=50,6см3 .