Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебные пособия / Афанасьев Основы строительной механики.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
31.01.2024
Размер:
13.99 Mб
Скачать

Для проверки полученных значений вертикальных реакций возьмем сумму проекций на вертикаль:

£ У = Л —PJ—Р2+ Р 3+ Б = 0 .

Подставляем числовые значения:

650500700+ 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

Фиг. 2.3.
а —геометрически изменяемая система; б—геометрически не­ изменяемая система.

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