Задание для расчетно-графической работы № 14. Построить эпюры изгибающих моментов для статически неопределимой рамы по данным одного из вариантов, показанных на рис. 41..
Рис. 41
Практическая работа № 15 Расчет неразрезанных балок с помощью типовых таблиц.
Расчет статически неопределимой (неразрезной] балки по уравнению трех моментов
Пример. Для балки (рис.42, а) построить эпюры М и Q с использованием уравнения трех моментов.
Решение. 1. Пронумеруем опоры 0, 1, 2 и пролеты l1 и l2(номер пролета ставится на опоре справа).
2. Определим степень статической неопределимости по формуле:
Л=Соп – 3 = 4 – 3 = 1 – балка один раз статически неопределима; поэтому необходимо составить одно уравнение трех моментов.
3. Изобразим основную систему: для этого введем шарнир в промежуточное опорное сечение (опора 1) и нагрузим ее заданной нагрузкой и неизвестным опорным моментом М1 (рис.9,б). Консоль отбросим, заменив ее действие на оставшуюся часть моментом
М2 = q ·3·1,5= 8 ·3·1,5= 36 кН·м
4. Рассмотрим пролеты неразрезной балки как простые балки на двух шарнирных опорах и вычислим для каждого пролета действительные опорные реакции (Аº и Вº), фиктивные опорные реакции (Аф и Вф) с помощью формул приложения 7 и построим эпюры изгибающих моментов от заданной нагрузки Мº:
Рис.42
Рис.44
кН
МсечF2=кН·м
кН·м2 в) консоль рассматриваем как балку, заделанную левым концом (рис. 45 ).
Рис. 45
Момент в заделке:
Мз = - q·l·l/2= -ql2/2= - 8·32/2= -36 кН·м R=ql=8 ·3=24 кН 5. Изобразим эпюру моментов Мº(рис. 42, в ) от пролетной нагрузки исходя из рассмотренных разрезных балок.
6. Составим уравнение трех моментов для опоры 1.
М0 = 0; М2 = - 36 кН·м – момент, заменяющий действие отброшенной консоли. После подстановки значений получим:
2М1(6 + 6) – 36 ·6 = - 6 (66,7 + 22,5); 24М1 = - 319,2; М1 = - 13,3 кН·м. Строим эпюру опорных элементов Моп (рис.42, г) от нагружения разрезных балок только опорных моментов. Отрицательные ординаты откладываем вверх, а положительные – вниз.
7. Строим суммарную эпюру изгибающих моментов. Ординаты суммарной эпюры вычисляем алгебраическим сложением ординат эпюр М0 и Моп. Можно воспользоваться графическим приемом, который называют способом «подвешивания» эпюр (рис.42,д). Для этого совмещают точки c, d, e эпюры М0 соответственно с точками m, n, p –вершинами линии опорных моментов, т.е. как бы подвешивают эти эпюры нулевыми точками к вершинам линии опорных моментов снизу. Эпюру моментов консольной части даем отдельно. Окончательные ординаты суммарной эпюры вычисляют также алгебраичесским сложениемординат эпюр М0 и Моп (рис.42, д).
8. Определяем опорные реакции неразрезной балки по формуле:
кНкН
кН
9. С учетом полученных значений опорных реакций ( рис.42, е) определяем поперечные силы в характерных сечениях рассматриваемой балки.
Ход слева:
кН; кН; кН;
кН;
кН;
кН
кН;
кН;
.
По найденным значениям поперечных сил строим эпюру Qх (рис. 42, ж)
В качестве проверки можно найти сумму моментов всех левых или правых сил (и опорных реакций в том числе) относительно любой точки балки. Они должны быть равны между собой.