Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Строительная механика стержневых систем. Ч. 2

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
12.02 Mб
Скачать

 

Х

1

Х

2

Х

3

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

1t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21 Х1 22 Х2 23 Х3

2t

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

(12.5)

 

 

 

 

 

 

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

 

 

Х

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

1

32

2

3

3t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1 6

 

 

 

 

 

 

 

 

72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 0

 

 

 

 

EJ

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

6 2 6 6

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

 

EJ

 

 

 

 

22 l

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

5 191,67

 

M

M

dx

 

 

 

 

 

 

2 5 5

 

 

 

 

5 6

;

EJ

 

 

 

 

 

EJ 6

 

EJ

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

33 l

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

(1 5 1

1 6 1) 11

 

 

M

M

 

 

dx

 

 

;

 

 

 

 

EJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

 

12 21 l

 

 

 

1

 

 

2 dx

 

 

 

 

1

 

 

 

6

 

90

 

 

 

 

M

M

 

 

 

 

 

 

6 5

 

;

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

 

 

EJ

2

 

EJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13 31 l

 

 

 

 

1

 

 

3 dx

 

1

 

 

 

6

 

 

18

 

 

 

 

M

M

 

 

 

1 6

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

 

EJ

 

2

 

EJ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42,5

 

23 32

M

M

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

 

1 5

 

 

 

1 6

5

 

 

.

 

 

 

EJ

 

 

 

 

 

 

EJ

2

EJ

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1t

 

tв tн

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

tв

 

tн

 

 

 

1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

 

2

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где M1 , N1 – площади эпюр М1 и N1 .

Эпюра N1 , N 2 , N 3 приведена на рис. 12.11.

Рис. 12.11

131

 

 

 

 

5 30

 

 

1 6 6 5 30 1 5 (1260 62,5) 1197,5 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t

 

 

 

tв tн

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

tв

tн

 

 

 

2

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

2

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

 

 

 

2 ,

 

 

 

 

 

 

– площади эпюр

 

 

 

 

2 и

 

 

 

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

М

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2t

 

 

5 30

 

1

5 5

 

 

5 30

 

 

5 6 5 30 1 6

 

35

12,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h1

 

2

 

 

h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

35

 

30 75 3633,33 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3t

 

 

tв tн

 

 

 

 

 

3

 

 

tв

tн

 

 

 

3 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

 

2

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

3 ,

 

 

 

 

– площади эпюр

 

 

и

 

 

3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

М

3

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3t

 

 

5 30

 

 

1 5

 

5 30

 

 

1 6

35

5

35

6 1003,33 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решением системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72Х1

90Х2 18Х3 1197,5 EJ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

191,67Х2 42,5Х3 3633,33 EJ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

90Х1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42,5Х2 11Х3 1003,33 EJ 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18Х1

 

 

 

 

являются

усилия

 

 

Х1 9,637 EJ;

 

 

 

 

Х2 1,677 EJ;

Х3

113,46 EJ.

Окончательную эпюру моментов (рис. 12.12) получим по формуле

М М1 Х1 М2 Х2 М3 Х3.

132

Рис. 12.12

Эпюры поперечных и продольных сил приведены на рис. 12.13.

Рис. 12.13

При проверке эпюры М выполняется равенство

l

MEJS M dx 1t 2t 3t 0,

0

где МS М1 М2 М3 – суммарная эпюра единичных момен-

тов (рис. 12.14).

Рис. 12.14

133

Пример.

Построить эпюры М, Q и N в раме (рис. 12.15, а) от осадки правой опоры по горизонтали на С1 1 см, по вертикали на

С2 2 см и повороте по часовой стрелке на угол 0,01 рад. Принять EJ 13,5 106 н м2.

Рис. 12.15

Рама один раз статически неопределима nст 1. Основная система метода сил – на рис. 12.15, б.

Неизвестное усилие Х1 найдем из уравнения 11 Х1 1С 0, где 11 – перемещение точки приложения Х1 основной системы по направлению Х1 от действия Х1 1; 1С – перемещение точки приложения Х1 основной системы по направлению Х1 от осадки правой опоры.

Принимаем неизвестное Х1 равным единице, т.е. Х1 1 (черточка над Х1 подчеркивает его единичность) и находим реакции опоры (рис. 12.16, а).

Рис. 12.16

134

Единичная эпюра моментов – на рис. 12.16, б.

11 l

 

1

 

1

 

1 6

 

 

1

 

M

M

dx

2 6 6

 

6 6 6

 

 

 

 

 

 

 

EJ

2EJ 6

2EJ

 

 

 

0

 

 

 

 

 

1 3

6 3 3

6 2(6 6 3 3)

207 .

 

 

 

 

EJ 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EJ

 

1С (RiCi ) ( HВ С1 МВ )

( 1 0,01 3 0,01) 0,02,

где Ri – реакция опоры i единичного состояния основной системы по направлению перемещения опоры Ci .

Тогда

207EJ X1 0,02 0

и

X1 966 10 7 EJ,

т.е.

Х1 966 10 7 13,5 106 10 3 1304 10 3 1,3 кН.

Эпюра моментов строится по формуле метода сил М М1 Х1 и показана на рис. 12.17, а. Эпюра поперечных и продольных сил – на рис. 12.17, б, в.

Рис. 12.17

Проверка эпюры моментов выполняется по условию

l M M1 dx 1C 0.

0 EJ

135

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Анохин Н.Н. Строительная механика в примерах и задачах: учеб. пособие для вузов: в 2 ч. Ч. 1: Статически определимые системы.– М.: АСВ, 2010. – 334 с.

2.Анохин Н.Н. Строительная механика в примерах и задачах: учеб. пособие для вузов: в 2 ч. Ч. 2: Статически неопределимые системы. – М.: АСВ, 2010. – 464 с.

3.Бабанов В.В. Строительная механика: в 2 т.: учебник для студентов учреждений высш. проф. образования. – 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2012. – Т. 1. – 304 с. – (Бакалавриат).

4.Бабанов В.В. Строительная механика: в 2 т.: учебник для студентов учреждений высш. проф. образования. – 2-е изд.,

стер. – М.: Академия, 2012. – Т. 2. – 286 с.

5.Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика: учебник для вузов. – 11-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2008. – 655 с.

6.Леонтьев Н.Н. Соболев Д.Н. Амосов А.А. Основы строительной механики стержневых систем: учебник для вузов. – М.:

АСВ, 1996. – 541 с.

7.Масленников А.М. Начальный курс строительной механики стержневых систем: учеб. пособие для вузов. – СПб.: Про-

спект Мира, 2009. – 239 с.

8.Руководство к практическим занятиям по курсу строительной механики (статика стержневых систем): учеб. пособие для вузов / Г.К. Клейн [и др.]; под ред. Г.К. Клейна. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1980. – 384 с.

9.Саргсян А.Е. Строительная механика инженерных конструкций: учебник для вузов. – 2-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2008. – 462 с.

10.Строительная механка: учебник для вузов / А.Е. Саргсян, А.Т. Демченко, Н.В. Дворянчиков, Г.А. Двинчвелашвили; под ред. А.Е. Саргсян. – 2-е изд. – М.: Высш. шк., 2000. – 416 с

11.Шеин А.Т. Краткий курс строительной механики: учебник для вузов. – М.: БАСТЕТ, 2011. – 271 с.

136

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Эпюры изгибающих моментов и реакции опор статически неопределимой балки с защемленными концами

137

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Эпюры изгибающих моментов и реакции опор статически неопределимой балки с шарнирным концом

138

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

 

Таблица фиктивных реакций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема загружения

 

 

 

Фиктивные реакции опор

п/п

 

 

 

 

 

 

 

 

АФ

 

 

 

 

 

 

 

ВФ

1

 

 

 

 

 

 

 

 

ql3

 

 

 

 

 

 

 

ql3

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ql

u2 2 u 2

 

ql

u2 2 u2

 

 

 

24

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При u =

v = 0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9ql3

 

 

 

 

 

 

 

7ql3

 

 

 

 

 

 

 

384

 

 

 

 

 

384

3

 

 

Pl

2

uv 1 v

 

 

Pl

2

uv 1 u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При u =

v = 0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pl2

 

 

 

 

 

 

 

Pl2

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

16

4

 

 

 

Pl

2

u 1 u

 

 

 

Pl

2

u 1 u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При u

= 0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3Pl2

 

 

 

 

 

 

3Pl2

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

32

5

 

 

 

 

 

 

 

 

Pl2

 

 

 

 

 

 

 

Pl2

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

5

 

ql3

 

 

 

 

 

5

 

ql3

 

 

 

 

 

192

 

 

 

 

 

192

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

7

 

ql3

 

 

 

 

 

8

 

ql3

 

 

 

 

 

360

 

 

 

 

 

360

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

ml (1 3v2 )

 

ml (1 3u2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При u =

v = 0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ml

 

 

 

 

 

 

ml

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

24

139

Учебное издание

Кузнецова Светлана Григорьевна

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ

Часть 2

Учебное пособие

Редактор и корректор И.А. Мангасарова

Подписано в печать 25.04.2016. Формат 60×90/16. Усл. печ. л. 8,75. Тираж 100 экз. Заказ № 59/2016.

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.

Тел. (342) 219-80-33.

140