|
|
6 |
X5 |
|
X |
X |
5 |
X4 |
|
1 |
||||
1 |
|
|
||
|
|
4 |
|
|
1 |
|
3 |
X3 |
|
X2 |
X2 |
|||
2
7
Рис. 23
Рассмотрим частный случай, когда отсутствует горизонтальное перемещение узла 6, тогда в основной системе от единичной силы X5 1 примет вид (рис. 24)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
6 |
X5=1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
X4 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
X3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
7 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 24 |
|
|
|
|
|
Перемножив эпюру |
M |
5 |
с эпюрой M , получим: |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
5 |
M dx |
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
||
M |
2 3,856 2 |
2,253 2 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
6EJ |
|
|
|
|||||||
l |
EJ |
|
|
|
6 2EJ |
|||||||||
2 2 5,286 2 6 2,208 5,286 6 2,208 2 2 43 4 12 2
6,6433 27,924 21,33 0.
Аналогично можно доказать отсутствие перемещений по направлениям cил X1, X2 , X3 и X4 .
21
9. Построение эпюры поперечных сил
Поперечная сила в сечении элемента рамы определяется по формуле
Q Qo Mпр Млев ,
l
где Qo – поперечная сила в сечении балки от заданной нагрузки; |
Mпр– |
||||||||||||||||||
момент в правом узле балки с учетом знака; Mлев– момент в левом кон- |
|||||||||||||||||||
це балки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эпюра |
|
поперечных сил строится для каждого элемента в отдельно- |
||||||||||||||||
сти (рис. 25). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
q =3 |
|
|
|
|
M =11,326 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
F1=12 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,725 |
|
0,725 |
||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
3 |
|
3 |
4 |
|||||||
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
6 |
2 |
9 |
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
M =2,174 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
M =8,139 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
а |
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
||
|
|
|
|
|
Рис. 25 (начало) |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Элемент 1–2 (рис. 25, а): Q |
6 |
0 8,139 |
|
3,965 кН; |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
12 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
0 8,139 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Q21 |
6 |
|
8,035 кН. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
|
|
|
11,326 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Элемент 1–3 (рис. 25, б): Q |
9 |
7,112 кН; |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
13 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
11,326 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Q |
9 |
10,888 кН. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
31 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,174 |
|
|
|
|
|||||
|
Элемент 3–4 (рис. 25 в): Q |
Q |
43 |
|
0 |
0,725 кН. |
|
||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
34 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Элемент 3–5 (рис. 25 г): Q |
Q |
|
0 |
2,253 3,856 |
0,802 кН. |
|||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
35 |
53 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Элемент 3–7 (рис. 25 д): Q37 |
4 |
2,208 5,286 |
4,77 кН; |
|
||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
22
Q |
73 |
4 |
2,208 5,286 |
3,23кН. Элемент |
5–6 (рис. |
25 е): |
|||
|
|
||||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Q |
56 |
9 |
2,253 |
9,751 кН; |
|
|
|||
3 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
M =5,286 |
|
|
|||
|
|
|
M =2,253 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
4 |
3 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
F2=18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
3 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
q =2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M =2,253 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M =3,856 |
4 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
M =2,208 |
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
д |
е |
|
Рис. 25 (окончание)
Q65 9 2,253 8,249 кН. 3
По полученным данным строим эпюру Q (рис. 26).
9,751 |
5 |
6 |
8,24 |
0,802 |
|
||
0,725 |
|
|
|
7,112 |
|
|
|
4,77 |
|
|
|
1 |
3 |
4 |
|
|
|
||
8,035 |
10,888 |
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
3,965 |
|
|
|
2 |
7 |
|
|
|
3,231 |
|
|
Рис. 26
23
10. Построение эпюры продольных сил
Продольные силы в элементах рамы определим из условия равновесия ее узлов проецированием сил на оси X и Y (рис. 27).
Узел 1 (рис. 27, а): X N13 Q12 0; N13 3,965 кН;
Y N12 Q13 0; N12 7,112 кН.
Элементы 1-2, 1-3 сжаты. Силы направлены к узлу 1.
|
|
|
|
|
N53 |
|
|
Q =7,112 |
|
Q =9,751 |
|
Q53=0,802 |
Q =0,725 |
|
13 |
|
56 |
N13 |
|
|
1 |
N13 |
5 |
N56 |
|
43 |
|
|
5 |
N43 |
||||
|
|
|
|
|
||
|
Q12=3,965 |
|
Q53=0,802 |
|
Q13=10,888 |
|
|
|
|
Q73=4,77 |
|||
N12 |
N53 |
|
N73 |
|
||
|
а |
|
б |
|
в |
|
Рис. 27
Узел 5 (рис. 27, б): X |
Q53 |
N56 0; N56 0,802 кН; |
Y N53 |
Q56 |
0; N53 9,751 кН. |
Элемент 5-6 растянут. Сила N56 направлена от узла 5.
Эпюра N представлена на рис. 28.
0,802
5
6
1 |
|
3 |
9,751 |
4 |
|
|
3,965 |
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
21,364 |
|
|
2 |
7,112 |
7 |
|
|
|
|
|
Рис. 28
Узел 3 (рис. 27, в): X N13 Q53 N34 Q37 0;
24
N34 3,965 0,802 4,77 0; |
Y Q31 N53 Q34 N37 |
0; |
N37 10,888 9,751 0,725 21,364 кН.
Примечание. В стержне 3-4 с подвижной опорой 4 продольная сила отсутствует, т.к. стержень имеет свободное продольное перемещение (см. рис. 28).
11. Проверка правильности построения эпюр Q и N
Для проверки правильности построения эпюр Q и N достаточно убедиться в том, что для рамы в целом или отдельных ее частей выполняется условие равновесия.
Отбросим опорные связи и заменим их опорными реакциями (рис.
29).
9,751 |
5 |
6 |
8,24 |
0,802 |
|
||
0,725 |
|
|
|
7,112 |
|
|
|
4,77 |
|
|
|
1 |
3 |
4 |
|
|
|
||
8,035 |
10,888 |
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
3,965 |
|
|
|
2 |
7 |
|
|
|
3,231 |
|
|
Рис. 29
X 12 8,035 3,231 8 0,802 0;
Y 7,112 18 21,364 18 0,725 8,24 0.
Условие равновесия выполняется. Следовательно, эпюры N и Q построены правильно.
Библиографический список
1.Смирнов В.А. и др. Строительная механика: Учебник для вузов. – М.: Строй-
издат, 1984. – 208 с.
2.Ржаницын А.Р. Строительная механика: Учеб. пособие для вузов. – М.: Выс-
шая школа, 1982. – 400 с.
3.Снитко Н.К. Строительная механика: Учебник для втузов. – Изд. 2-е, доп. – М.: Высшая школа, 1972. – 488 с.
4.Строительная механика/ Дарков А.В. и др.; Под ред. А.В. Даркова. М.; Выс-
шая школа, 1976. – 600 с.
25