Для заданной схемы балки (табл. 8.2) по исходным данным (табл. 8.1) требуется:
1) построить расчетную схему балки в выбранном масштабе;
2) построить эпюры поперечных сил, изгибающих моментов;
3) из условия прочности при изгибе определить номер профиля двутавровой балки в соответствии с ГОСТ 8239—72, приняв допускаемое нормальное напряжение равным 160 МПа;
4) построить эпюру перемещений сечений балки.
Дано: l =10 м; а=1,4 м; b=6 м; c=4 м; F=45 кН; m=25 кНм; q=30 кН/м.
Решение
Определяем реакции опор. Для этого изобразим реакции на расчетной схеме и составляем условия равновесия балки для моментов относительно опор:
mAFk=0; RB∙10-m-q∙7,4∙(7,42-1,4)-F∙1,4=0;
RB=m+q∙17,02+F∙1,410=25+30∙17,02+45∙1,410=59,86 кН;
mBFk=0; -RA∙10-F∙11,4+q∙7,4∙(7,42+4)-m=0;
RA=-F∙11,4+q∙56,98-m10=-45∙11,4+30∙56,98-2510=117,14 кН.
Выполним проверку, составив условие равновесия балки
Fky=0; F-q∙7,4+RA+RB=45-30∙7,4+117,14+59,86=0;
Так как условие равновесия выполняется, реакции определены верно
Участок I: z1 ∈0;aм.
Qz1=F-q∙z1;
Поперечная сила на первом участке является линейной функцией координаты z, для построения эпюры на этом участке вычислим координаты двух точек.
Q0=45 кН; Q1,4=45-30∙1,4=3 кН
.
Мz1=F∙z1-q∙z122;
Изгибающий момент в пределах первого участка является квадратичной функцией координатыz, для построения эпюры на этом участке вычислим координаты трех точек.
Mz1=0=0 кНм; M1,4=45∙1,4-30∙1,422=33,6 кНм.
Участок II: z2 ∈a;a+bм.
Qz2=F+RA-q∙z2;
Поперечная сила на втором участке является линейной функцией координаты z, для построения эпюры на этом участке вычислим координаты двух точек.
Q1,4=45+117,14-30∙1,4=120,14 кН;
Q7,4=45+117,14-30∙7,4=-59,86 кН;
Qz2=0; F+RA-q∙z2m=0; z2m=F+RAq=45+117,1430=5,405 м
Мz2=F∙z2+RA∙(z2-a)-q∙z222;
Изгибающий момент в пределах второго участка является квадратичной функцией координаты z, для построения эпюры на этом участке вычислим координаты трех точек.
Mz2=1,4=45∙1,4-30∙1,422=33,6 кНм