- •Предисловие
- •Основные обозначения
- •Латинский и греческий алфавиты
- •§ 1. Содержание предмета
- •§ 2. Графики
- •§ 3. Сведения из тригонометрии
- •§ 4. Изображение в проекциях
- •§ 5. Сложение сил. Центр тяжести
- •§ 6. Равновесие тел
- •§ 7. Реакции опор
- •§ 8. Метод сечений
- •§ 1. Примеры плоских ферм
- •§ 2. Образование простейших ферм
- •§ 3. Соединение ферм друг с другом. Сложные фермы
- •§ 4. Определение усилий в прикрепляющих стержнях
- •§ 5. Определение усилий в стержнях ферм методом вырезания узлов
- •§ 6. Способ сквозных сечений
- •§ 7. Графические способы определения усилий в стержнях ферм
- •§ 1. Нормальные напряжения
- •§ 2. Деформация призматического стержня
- •§ 3. Диаграмма растяжения
- •§ 4. Выбор допускаемого напряжения
- •§ 5. Простейшие статически неопределимые задачи
- •§ 6. Расчет по разрушающим нагрузкам
- •§ 1. Напряжения в наклонных сечениях
- •§ 2. Расчет цилиндрического сосуда
- •§ 3. Исследование плоского напряженного состояния
- •§ 4. Понятие о теориях прочности
- •§ 1. Деформации и напряжения при сдвиге
- •§ 2. Расчет болтового соединения
- •§ 3. Заклепочные соединения
- •§ 4. Сросток Шухова
- •§ 5. Сварные соединения
- •§ 1. Экспериментальные данные и предпосылки
- •§ 2. Зависимость между напряжением и деформацией
- •§ 3. Относительный угол закручивания
- •§ 4. Напряжения при кручении
- •§ 5. Вычисление сумм
- •§ 6. Полярный момент инерции
- •§ 7. Расчет на прочность
- •§ 9. Расчет на жесткость
- •§ 10. Кручение за пределом пропорциональности
- •§ 1. Прямоугольное сечение
- •§ 2. Напряжения и угол закручивания открытого профиля
- •§ 3. Напряжения в замкнутом профиле
- •§ 4. Деформация тонкостенного стержня
- •§ 5. Многоконтурный профиль
- •§ 1. Явление изгиба
- •§ 2. Нагрузки и реакции
- •§ 3. Поперечная сила и изгибающий момент
- •§ 4. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов
- •§ 5. Примеры эпюр усилий для консоли
- •§ 6. Примеры эпюр усилий для простой балки на двух опорах
- •§ 7. Сложная нагрузка
- •§ 8. Рама
- •§ 1. Основные допущения
- •§ 2. Распределение нормальных напряжений
- •§ 3. Вычисление нормальных напряжений
- •§ 4. Осевые моменты инерции и моменты сопротивления простых фигур
- •§ 5. Моменты инерции сложных фигур
- •§ 6. Рациональные формы сечений балок
- •§ 7. Касательные напряжения при изгибе
- •§ 8. Определение касательных напряжений
- •§ 9. Расчет на прочность при изгибе
- •§ 10. Расчет составных балок
- •§ 11. Изгиб за пределом пропорциональности
- •§ 1. Тонкостенная балка
- •§ 2. Балка с криволинейной стенкой
- •§ 3. Изгиб открытого профиля
- •§ 4. Центр изгиба
- •§ 5. Изгиб замкнутых профилей
- •§ 6. Центр изгиба замкнутого профиля
- •§ 8. Балка со стенкой, не работающей на сдвиг
- •§ 1. Примеры деформации балок и рам
- •§ 3. Правило Верещагина
- •§ 5. Более сложные случаи расчета
- •§ 6. Расчет на жесткость
- •§ 7. Деформация фермы
- •§ 1. Признаки статической неопределимости систем
- •§ 5. Статически неопределимые рамы
- •§ 6. Система уравнений перемещений
- •§ 7. Примеры расчета многократно статически неопределимых систем
- •§ 2. Косой изгиб
- •§ 4. Изгиб с кручением
- •§ 5. Другие случаи сложного сопротивления
- •§ 2. Формула Эйлера
- •§ 5. Потеря устойчивости пластин
- •§ 6. Продольно-поперечный изгиб стержней
- •§ 2. Образование простейшей пространственной фермы
- •§ 7. Случай внеузловой нагрузки
- •Литература и источники
Для проверки полученных значений вертикальных реакций возьмем сумму проекций на вертикаль:
£ У = Л —PJ—Р2+ Р 3+ Б = 0 .
Подставляем числовые значения:
650— 500— 700+ 300+250 = 0.
После подсчета убеждаемся, что условие равновесия удовлет воряется, следовательно, реакции определены правильно.
Горизонтальная составляющая реакции опоры В определится из условия равенства нулю суммы проекций сил на ось х. По лучим
£Х = Я = 0,
т.е. горизонтальная реакция опоры В равна нулю.
§8. Метод сечений
Выше мы уже пользовались для определения реакций опор методом сечений: отбрасывались или, что то же, рассекались при крепляющие стержни и усилия их заменялись внешними силами,
которые |
затем |
определялись |
из |
|
|
|
|
|||||
уравнений |
равновесия. Метод се |
|
а) |
|
|
|||||||
чений является |
основным |
мето |
|
|
|
|
||||||
дом |
определения |
внутренних |
|
|
|
|
||||||
усилий в элементах конструкции. |
|
|
|
|
||||||||
Он основан на рассмотрении рав |
|
|
|
|
||||||||
новесия |
части |
конструкции. Если |
|
|
|
|
||||||
вся |
конструкция целиком |
нахо |
|
|
|
|
||||||
дится в равновесии, то и каждая |
|
|
|
|
||||||||
ее часть также находится в рав |
|
|
|
|
||||||||
новесии. |
Применяя |
к последней |
|
|
|
|
||||||
уравнения |
равновесия, |
можно |
|
|
|
|
||||||
определить те или иные внутрен |
|
|
|
|
||||||||
ние усилия в |
системе. Поясним |
|
|
|
|
|||||||
сказанное |
примером. |
|
|
Фиг. 1.14. Метод сечений. |
|
|||||||
Пусть |
тело |
(брус) |
(фиг. |
а —требуется |
определить вну |
|||||||
1. 14,а) находится в равновесии |
тренние силы по сечению аЪ. |
|||||||||||
под действием пяти внешних сил |
б—проводя |
сечение рассматри |
||||||||||
Ри Р2, Р8, Р4 и Р0. Некоторые из |
ваем |
равновесие, отрезанной |
ча |
|||||||||
этих сил могут быть нагрузками, |
сти бруса. Равнодействующая FH |
|||||||||||
внутренних |
сил должна уравно |
|||||||||||
другие — реакциями |
опор. Отде |
вешивать равнодействующую |
R |
|||||||||
лим мысленно часть нашего тела |
|
внешних сил. |
|
|||||||||
сечением |
|
ab |
(фиг. |
1. 14,б). |
На |
Р1 |
и Р2, |
направленные |
в |
|||
нее |
действуют |
|
две |
внешние |
силы |
правую сторону. Силы Д и Р2, очевидно, уравновешиваются внутренними силами сопротивления материала, так как рассмат риваемая часть тела, так же как и все тело, находится в со стоянии равновесия. Упомянутые внутренние силы показаны на
»
3 Основы строительной механики |
33 |
фиг. 1. 14,6 стрелками слева. Они представляют собой воздей ствие левой, отброшенной, части тела на рассматриваемую часть. Внутренние силы наглядно можно представить, если предположить, что обе части тела склеены и снова работают со вместно. Силы, действующие на слой клея, и есть рассматривае мые внутренние силы. Расположенный рядом со слоем клея слой материала бруса находится в тех же силовых условиях, что и слой клея.
Равнодействующую внутренних сил можно найти из условия, что она равна равнодействующей внешних сил, действующих на отсеченную часть. Сложив в нашем примере силы Рг и Р„ (фиг. 1. 14,6), получим их равнодействующую R, равную равно действующей R' внутренних сил. Мерой внутренних сил является сила, отнесенная к единице площади сечения, называемая на пряжением. Если бы в нашем примере можно было считать, что внутренние силы равномерно распределены по площади сечения ab, то напряжение равнялось бы равнодействующей R', деленной на площадь сечения. Напряжение выражает собой интенсивность внутренних сил и позволяет судить о степени нагруженности ма териала.
Глава II
РАСЧЕТ ПЛОСКИХ ФЕРМ
§ 1. Примеры плоских ферм
На фигурах 2. 1 и 2. 2 показаны примеры плоских ферм: лон жерон крыла самолета, нервюра крыла, схемы боковой фермы фюзеляжа, мостовой фермы и стропильной фермы.
а ) . |
К |
|
Фиг. 2.1. Примеры плоских ферм.
а —лонжерон крыла самолета; б—нервюра крыла.
а) |
б ) |
Фиг. 2.2. Примеры плоских ферм.
а —боковая ферма фюзеляжа с треугольной решеткой; б—ферма балочного моста с ездой по низу; в—стропильная ферма.
П л о с к о й ф е р м о й называется стержневая конструкция, осй стержней которой находятся в одной плоскости, являющаяся
3* |
35 |
геометрически неизменяемой и в том .случае, когда все узлы шарнирны.
Г е о м е т р и ч е с к и н е и з м е н я е м о й (или просто неиз меняемой) строительной системой называется конструкция, эле менты которой могут перемещаться относительно друг друга лишь за счет деформируемости материала стержней. На фиг. 2. 3 даны примеры изменяемой и неизменяемой систем. Система трех стержней, шарнирно соединенных между собой и с твердым те лом АВ (фиг. 2. 3,а), является изменяемой системой. Эта система деформируется (см. пунктир) без изменения длины стержней; расстояния между точками системы, принадлежащими различ ным стержням, при этом изменяются, как, например, расстояния
между точками В и С или между точками А и D. Вводя стержень, пре пятствующий этим перемещениям, например, стержень AD (фиг. 2. 3,6), получаем неизменяемую систему, де формация которой зависит только от деформации стержней.
Концы стержней соединяются в узлах, которые бывают сварными или клепаными или, редко, болтовы ми — шарнирными. На фиг. 2. 4,а по'казан сварной узел лонжерона, на фиг. 2. 4,6 — узел клепаной фермы. На фиг. 2. 4,в изображено шарнир
ное присоединение стержня при помощи болта. Первые два типа узлов — сварной и клепаный — являются жесткими соедине ниями: соединенные в узле концы стержней не могут повора чиваться друг относительно друга. Шарнирные соединения, на оборот, допускают взаимный поворот соединенных в узле кон цов стержней вокруг оси шарнира.
При определении усилий все узлы фермы считают шарнир ными, даже если в действительности они выполнены жесткими. "Ферма с шарнирными узлами является расчетной схемой дей ствительной фермы. Такое допущение не приводит к большим ошибкам при определении усилий в стержнях фермы. Усилия действительной фермы, как показывают более точный расчет и опыт, мало отличаются от усилий в ферме с шарнирными узлами.
Условймся о наименованиях частей фермы, принятых для ферм, типа изображенных на фиг. 2. 1 и 2. 2. Верхние стержни образуют так называемый верхний пояс фермы, нижние стерж ни — нижний пояс. Стержни, связывающие пояса между собой, образуют так называемую решетку. Вертикальные элементы ре шетки носят название стоек, наклонные — раскосов. Участок фермы между двумя соседними стойками называется панелью.
Плоская ферма является неизменяемой только в своей пло скости. Она может воспринимать только нагрузку, действующую
36