1) определить величину и направление опорных реакций;
2) балку разбить на характерные участки, записать аналитические выражения для внутренних усилий на каждом участке, определить усилия в характерных точках каждого участка, построить эпюры внутренних усилий в выбранном масштабе;
3) по экстремальному значению изгибающего момента из условия прочности по нормальным напряжениям назначить размеры поперечного сечения;
4) используя универсальные уравнения метода начальных параметров, определить величины вертикальных перемещений и углов поворота в характерных сечениях балки и построить эпюру прогибов и эпюру углов поворота;
5) по дифференциальным зависимостям проконтролировать правильность построенных эпюр;
6) составить условие жесткости и назначить размеры поперечного сечения из условия жесткости;
7) сравнить размеры поперечного сечения, назначенные из условия прочности и из условия жесткости; установить окончательные размеры поперечного сечения из обоих условий.
Для всех вариантов задания принять: поперечное сечение балки - двутавровый профиль; расчетные сопротивления стали при изгибе Rи = 200МПа, допускаемый прогиб [f] = L / 300;модуль упругости Е = 2,06×10 5 МПа .
Остальные исходные данные для решения этой задачи (размеры пролета и значения приложенных к балке нагрузок для всех вариантов задания) приведены в табл. 5; расчетные схемы балок показаны на рис. 5.
Таблица 5
Исходные данные к заданию № 5
Номер строки
Пролет балки
L, м
F,
кН
M,
кН×м
q,
кН/м
3.0
3.6
4.2
4.8
5.4
6.0
3.0
3.6
4.2
4.8
5.4
6.0
3.6
4.8
5.4
4.2
5.4
6.0
3.6
4.8
Для выполнения расчетов на прочность и жесткость при поперечномизгибе необходимо изучить материал, который изложен в учебной литературе [1] – [3], [10].
Рис. 5
ЗадаНИЕ № 6. Расчет жесткого бруса на
Внецентренное сжатие
Для заданного поперечного сечения жесткого бруса с известными координатами точки, в которой приложена сжимающая сила F, требуется:
1) определить положение центра тяжести поперечного сечения;
2) определить положение нейтральной линии и показать ее положение в сечении бруса, вычерченном в выбранном масштабе;
3) из условий прочности на сжатие и растяжение найти предельную величину сжимающей силы;
4) при найденной силе определить нормальные напряжения в характерных точках контура сечения и построить эпюру напряжений в изометрической проекции;
5) построить ядро сечения.
Исходные данные для решения этой задачи приведены в табл. 6, а расчетные схемы поперечных сечений бруса показаны на рис. 6.
Напряженное состояние брусьев при внецентренном приложении нагрузки анализируется в [1] – [3]; теоретические предпосылки и пример расчета изложены в [5].