Подбор сечения двухопорной балки, работающей на поперечный изгиб
Для заданной балки, требуется:
1) простроить эпюры внутренних усилий;
2) указать положение опасного сечения.
3) для стальной двутавровой балки, подобрать номер прокатного профиля из условия прочности. если [σ] = 150МПа;
Исходные данные
Заданная схема
Решение
1. Изобразим схему в соответствии с исходными данными.
Определяем опорные реакции.
Для заданной шарнирно опертой балки необходимо найти три опорные реакции: и . Поскольку на балку действуют только вертикальные нагрузки, перпендикулярные к ее оси, горизонтальная реакция неподвижной шарнирной опоры A равна нулю:
Направления вертикальных реакций и выбираем произвольно. Направим, например, обе вертикальные реакции вверх. Для вычисления их значений составим два уравнения статики:
; .
Тогда:
Полученные нами отрицательные значения вертикальных реакций и свидетельствуют о том, что их направления противоположны, тем, что мы приняли.
Делаем проверку:
Следовательно, реакции определены верно.
2 Строим эпюры перерезывающих сил и изгибающих моментов
Разбиваем длину балки на отдельные участки. Границами этих участков являются точки приложения сосредоточенных усилий (активных и/или реактивных), а также точки, соответствующие началу и окончанию действия распределенной нагрузки
. Таких участков в нашей задаче получается три. По границам этих участков наметим шесть поперечных сечений, в которых мы и будем вычислять значения перерезывающих сил и изгибающих моментов.
Сечение 1. Отбросим мысленно правую часть балки. Для удобства вычисления перерезывающей силы и изгибающего момента , возникающих в этом сечении, закроем отброшенную нами часть балки листком бумаги, совмещая левый край листка бумаги с самим сечением.
Перерезывающая сила в сечении балки равна алгебраической сумме всех внешних сил (активных и реактивных), которые мы видим. В нашем случае мы видим реакцию опоры , которая вращает видимую нами часть балки относительно первого сечения (относительно края листка бумаги) по ходу часовой стрелки.
Изгибающий момент в любом сечении должен уравновесить момент, создаваемый видимыми нами внешними усилиями, относительно рассматриваемого сечения