Равно-пролётные неразрезные балки. Приведение нагрузки к эквивалентной равномерно распределенной, страница 2

Рассмотрим равновесие отрезков балки в пределах каждого пролета. Для этого  разрежем балку сечениями близкими к опорам. В соответствии с концепцией сил к каждому выделенному отрезку стержня  (балки) при этом должны быть приложены внешняя нагрузка и усилия в отброшенных связях  (поперечные силы и изгибающие моменты, рис.1, б).  Значения изгибающих моментов на опорах вычислены - они берутся из табл. 3 и направляются в соответствии со знаками изгибающих моментов. Если изгибающий момент отрицательный, то он прикладывается таким образом, чтобы растягивались верхние  волокна. Если изгибающий момент положительный, то его приложение к элементу должно вызывать растяжение нижних волокон балки. 

Результаты вычислений приведены в табл. 4. По методике, разобранной для простых балок, из условий равновесия находим поперечные силы по концам вырезанных элементов (на рис.1, б): в первом пролете –AB:

                                     Qл ==10.05кН,

Qп =-=-13.95 кН;                             

во втором пролете – BC:

               Qл == 5 кН,   

Qп =-=-5кН;

в третьем пролете –CD:

               Qл ==13.95кН,

               Qп =-=-10.05кН.

В каждом пролете по известным поперечным силам с учетом  внешней нагрузки и опорных моментов вычислим изгибающие моменты в любом количестве сечений по пролету.       Например, в серединах пролетов: 

                  AB fi  M = 10.05 6 - 2 6 6/2 = 24.3 кНм,

                     BC fi  M = 5 6 -23.4 = 6.6 кНм,

                     CDfi   M = 13.95 6 - 2 6 6/2 - 23.4 = 24.3 кНм.

Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил представлены на  рис. 1, а2, а3.

                                                                                                          Таблица  4

          Вычисление опорных моментов (кНм)   

Схема загружения

Размерный    множитель

Моменты на опорах, кНм

1              

                2

  q=2 кН/м

     

  q=1.25 кН/м

  q=2 кН/м

              1        2

 ql2=2 122=

  =288 кНм

ql2=1.25 122=

=180 кНм

ql2=2 122= =288 кНм

-  0.067  288 = 

-  19.3

-  0.05 180

= - 9.0

+ 0.017 288

=4.9

+ 0.017  288 

= 4.9

-  0.05 180

= -9.0

-  0.067 288

= - 19.3

      2 кН/м10 кН2 кН/м

                    1                 2        

     Р е з

-23.4           

у л ь т а т ы

            -23.4

Для закрепления  знаний по расчёту неразрезных многопролётных балок с помощью таблиц рекомендуется самостоятельно решить задачи, в которых необходимо вычислить величины изгибающих моментов и поперечных сил и построить эпюры этих внутренних усилий. Схемы неразрезных балок для самостоятельного решения задач приведены на рисунке 2.

а) 1.                                     2 кН/м      10 кН                                         2 кН/м

12.0 м                        6.0 м           6.0 м                     12.0 м

23.4                                               23.4

2.   

9.4                      6.6   9.4 

3.  21.2          24.3                            25.95           24.3        21.2  22.05          

5.0 

5.0

                                                                                                                   22.05 б)                                          25.95

0.0 кНм1.     23.4 кНм2.             23.4 кНм3.        0.0 кНм

22.05 кН      - 25.95 кН      5 кН                       -5            кН    25.95 кН       - 22.05 кН Рис. 1. Трехпролетная балка:

а - расчетная схема балки (1); эпюры изгибающих моментов в кНм (2) и поперечных сил в кН (3); б - отрезки балки в пределах соответствующих пролетов (1, 2, 3)

а)             15   15  15 кН                                                    4 кН/м 

                     3.0 м  3.0 м         9.0 м                9.0 м               9.0 м                9.0 м                 1.5 м            1.5 м 

 б)                                             2 кН/м                                                     5 кН/м

15.0 м            3.0 м9.0 м       3.0 м               15.0 м                3.0 м      9.0 м        3.0 м

11· 15 кН в)                                                

                                                              10.0 м                    10.0 м 

Рис. 2. Схемы неразрезных балок:

а, б, в - соответственно пятипролетная; четырех - и двухпролетная