Подставим в это выражение формулу для определения Ra :
Mкоп |
Mn Mn 1 |
a Mn Мкоп Мn 1 |
b |
Mn |
a |
. (7.24) |
|
|
|
||||
|
n |
n |
n |
|||
Полный изгибающий момент Мк в сечении k в соответствии с принципом суперпозиции будет равен сумме найденного момента Мкоп от действия найденных значений опорных моментов и так назы-
ваемого балочного момента Мко , возникающего в сечении k от действия вертикальных нагрузок при рассмотрении пролёта неразрезной балки как однопролётной статически определимой двухопорной балки. Тогда формула для определения изгибающего момента в сечении k в пролёте неразрезной балки примет вид
Мк Мко Мкоп Мко Мn 1 |
b |
Mn |
a |
. |
(7.25) |
|
|
||||
|
n |
n |
|
||
Для построения л.в. Мк изгибающего момента в сечении k формула (7.25) принимает вид
Л.в.Мк Л.в.Мко Л.в.Мn 1 |
b |
Л.в.Мn |
a |
. |
(7.26) |
n |
|
||||
|
|
n |
|
||
Линия влияния Мк показана на рис. 7.12.
7.7. Линии влияния поперечных сил
Построение линии влияния Qк осуществляют на основе известного выражения, которое применительно к построению линии влияния принимает вид
Л.в.Qk |
Л.в.Qко |
Л.в.Мn |
|
Л.в.Мn 1 |
. |
(7.27) |
|
|
|||||
|
|
n |
n |
|
||
На рис. 7.13 показано построение линии влияния поперечной силы Qк в сечении k, выполненное для пролёта неразрезной балки на основании выражения (7.27).
115
7.8. Линии влияния опорных реакций
Рассмотрим n-ю опору неразрезной балки, фрагмент которой показан на рис. 7.14.
Опорную реакцию в заданной системе, аналогично случаю определения Мк, определяем из выражения
Rn Rno Rnоп. |
(7.28) |
_ |
|
F=1 |
|
К |
Мn |
Мn-1 |
|
а |
b |
ℓn |
|
аb |
Л.в.Q0к |
ℓn |
|
а |
|
ℓn |
|
|
Л.в. Мn-1 |
Л.в. Мn
Л.в. Qк
Рис. 7.13
Рассмотрим эпюру Моп (см. рис. 7.14). Определим поперечные силы левее и правее опоры n:
tg 1 = Qn |
|
Mn Mn 1 |
; |
tg 2 = Qn 1 |
Mn 1 Mn |
. |
|
||||||
|
|
|||||
|
|
n |
|
n 1 |
||
|
|
|
|
116 |
|
|
Рассмотрим равновесие опоры n (рис. 7.15). Из условия равновесия получаем
Rnоп Qn 1 Qn . |
(7.29) |
Подставляя в (7.29) формулы для определения Qn и Qn+1, получим выражение
оп |
|
Mn 1 Mn |
|
Mn Mn 1 |
|
Mn 1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
Mn 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Rn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Mn |
|
|
.(7.30) |
n 1 |
n |
n 1 |
|
|
n |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
n |
n 1 |
|
|
||||||
|
_ |
Rn |
|
|
|
|
|
|
|
n-1 |
F=1 |
n |
|
n+1 |
|
|
|||
|
ℓn |
|
ℓn+1 |
|
|
|
1.0 |
|
0 |
|
|
|
|
Л.в. R n |
Мn-1 |
|
Мn |
|
Мn+1 |
|
|
|
||
Мn-1 |
α1 |
|
|
|
|
Мn |
|
Эп. Моп |
|
|
|
α2 |
||
|
|
|
Мn+1 |
Рис. 7.14
Для построения линий влияния формула (7.30) преобразуется в следующее выражение:
117
Л.в.R |
|
Л.в.Ro |
|
Л.в.М |
n 1 |
|
1 |
|
1 |
|
Л.в.М |
|
|
Л.в.М |
n 1 |
. (7.31) |
n |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
n |
|
n |
|
|
n |
|
|
|
|
|
n |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
||||
Формы линий влияния опорных моментов, внутренних усилий и опорной реакции для неразрезной балки приведены на рис. 7.16.
0 |
1 |
К |
2 |
3 |
Л.в. М0
Л.в. М1
Л.в. М2
Л.в. М0к
Л.в. Мк Л.в. Q0к
Л.в. Qк
Л.в. R01
Л.в. R1
Рис. 7.15
118
7.9. Понятие об огибающих эпюрах
При расчёте стержневых конструкций, используемых в транспортных сооружениях преобладающей чаще всего является подвижная нагрузка (автомобили, поезда и др.). Очевидно, что в одном и том же поперечном сечении элемента конструкции при различном положении на сооружении подвижной системы нагрузок будут возникать различные по величине и направлению внутренние усилия. Естественно, что эти усилия будут формироваться от двух составляющих нагрузок – постоянной (как правило, собственный вес элемента конструкции) и временной, называемой подвижной .
Для правильного конструирования таких сооружений инженеруконструктору необходимо знать наибольшее и наименьшее (экстремальные) значения внутреннего усилия в каждом поперечном сечении элемента конструкции. Линии, соединяющие значения экстремальных усилий, называются огибающей эпюрой.
Согласно сказанному, ординаты огибающих эпюр внутренних усилий определяют в соответствии с формулами:
Smax Sпост |
Sвременmax ; |
Smin Sпост |
(7.32) |
Sвременmin . |
В этих формулах Sпост усилие в поперечном сечении элемента
конструкции от действия постоянной нагрузки; Sвременmax и Sвременmin наибольшее и наименьшее значения в том же поперечном сечении элемента от действия временной подвижной нагрузки. Наиболее рационально находить значения Sвременmax и Sвременmin , а также Sпост путём соответствующего загружения линии влияния искомого усилия как постоянной нагрузкой, так и подвижной, располагая её над наибольшими положительными ординатами линии влияния Sвременmax и над наибольшими отрицательными ординатами той же линии влияния Sвременmin .
На рис. 7.16 показана огибающая эпюра моментов для неразрезной балки.
Эп. Могиб
Mmax |
|
Mпост |
119 |
Mmin |
|
|
|||
|
|
|
|
|