Расчет балки на жесткость методом начальных параметров
Рассчитаем балку (см. рис. 4.22) с поперечным сечением (см. рис. 4.23) из двух швеллеров № 24 по ГОСТ 8240-89. Жесткость сечения балки при изгибе
11948 кН·м2.
Уравнения метода начальных параметров для заданной балки (рис. 4.27) имеют вид:
Рис. 4.27
Определение начальных параметров
dx |
Q0 |
Y |
O |
M0 |
4M |
Из условия равновесия элемента на левом конце балки находим
M0 = – 4×M, Q0 = 0.
Кинематические граничные условия имеют вид:
1) x = 2 м, = 0; 2) х = 10 м,
= 0.
Используя первое условие, получим:
.
Используя второе условие, будем иметь:
Решая полученную систему уравнений, находим
Определим прогиб сечения на расстоянии х = 6 м:
и угол поворота сечения на расстоянии х = 12 м от начала координат:
Аналогично можно найти прогибы и углы поворота других сечений и по полученным данным построить эпюры u и q. Дальнейшие расчеты выполняются с применением ЭВМ.
Исходные данные для расчета на ЭВМ по программе « IZGIB»
SH 312 – номер группы и варианта нагрузки;
L 12 – длина балки (м);
EIz 11948 – жесткость сечения балки (кН·м2);
N 6 – число равных отрезков, на которые разбита балка;
NO 2 – число опор;
ПО 0 – условие закрепления балки в начале координат:
0 свободный конец, 1 – шарнирная опора, 2 – защемление;
ПN 0 – условие закрепления балки на конце, противоположном началу координат;
L(i), D(i) 2, 0 – первая цифра – расстояние от начала координат
10, 0 до опоры, вторая – податливость опоры;
Fx 0 – продольная сила;
NM 2 – количество сосредоточенных моментов;
NF 1 – количество сосредоточенных сил, не считая реакций опор;
NQ 2 – количество равномерно распределенных нагрузок, учитывая разгружающие нагрузки;
AM, M 0, -80 – расстояние от начала координат до точки при-
8, +20 ложения сосредоточенного момента, знак и величина момента; М > 0, если растягивает нижние волокна;
AF, F 12, -50 – расстояние от начала координат до точки приложения сосредоточенной силы, знак и величина сосредоточенной силы; F > 0, если создает момент, растягивающий нижние волокна;
AQ, Q 2, -20 – расстояние от начала координат до распреде-
8, +20 ленной нагрузки, знак и величина распределенной нагрузки; интенсивность q > 0, если создает момент, растягивающий нижние волокна;
OM 1 – расчет на прямой поперечный изгиб.
ШИФР 312
Результаты расчета по программе « IZGIB»
Начальные параметры: u0 = –0,01228 м, q0 = 0,01283 рад, M0 = –80 кН·м, Q0 = 0 кН.
Реакции опор (кН): R(1) = 70.00, R(2) = 100.00.
№ сечений | Координаты сечений х, м | Прогибы u, м | Углы поворота сечений q, рад | Изгибающие моменты М, кН·м | Поперечные силы Q, кН |
0 | 0.000 | -.01228 | .01283 | -80.00 | .00 |
1 | 2.000 | .00000 | -.00056 | -80.00 | .00 |
2 | 2.000 | .00000 | -.00056 | -80.00 | 70.00 |
3 | 4.000 | -.00781 | -.00446 | 20.00 | 30.00 |
4 | 6.000 | -.01116 | .00167 | 40.00 | -10.00 |
5 | 8.000 | -.00335 | .00446 | -20.00 | -50.00 |
6 | 8.000 | -.00335 | .00446 | .00 | -50.00 |
7 | 10.000 | .00000 | -.00391 | -100.00 | -50.00 |
8 | 10.000 | .00000 | -.00391 | -100.00 | 50.00 |
9 | 12.000 | -.01897 | -.01228 | .00 | 50.00 |