Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
dlya_SZhD_2.doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
23.11.2019
Размер:
15.7 Mб
Скачать

Задача 20. Проверочный расчет консольной балки

Для стальной консольной балки, схема которой изображена на рис. 8, известна внешняя нагрузка, заданы размеры поперечного сечения и длина.

Требуется:

1. Составить выражения для поперечных сил Qy и изгибающих мо­ментов Mx, вычислить их значения в характерных сечениях и построить эпюры Qy, Mx. Указать опасное сечение и значение Mxmax.

2. Для опасного сечения вычислить значения нормальных напряжений max и изобразить эпюру распределения нормальных напряжений по высоте сечения (эпюру ). Проверить условие прочности балки по нормальным напряжениям при допускаемом напряжении   200 МПа. Если условие прочности не выполняется, указать новые размеры сечений, при которых оно будет удовлетворено.

Рис. 8

3. Вычислить прогибы характерных сечений балки, изобразить изо­гнутую ось балки и проверить на жесткость при допускаемом прогибе f, равном 1/400 длины балки. Если условие жесткости не выполняется, указать новые размеры сечений, при которых оно будет удовлетворено.

4. Для сечения с Qy max вычислить значения касательных напряжений в характерных точках и построить эпюру распределения касательных напряжений по высоте сечения (эпюру ). Проверить условие прочности балки по касательным напряжениям при   100 МПа.

5. Исследовать напряжённое состояние в опасном сечении балки.

Числовые данные взять из табл. 10. Сечение балки можно принять следующих вариантов:

1-й вариант – сечение в виде двутавра;

2-й вариант – сечение, состоящее из двух швеллеров.

Номера профилей взять их из табл. 5.

Задача 21. Проверочный расчет двухопорной балки

Для стальной двухопорной балки, схема которой представлена на рис. 9, известна внешняя нагрузка, заданы размеры поперечного сечения и длина.

Требуется:

1. Из уравнений равновесия балки вычислить силы реакций опор.

2. Составить выражения для поперечных сил Qy и изгибающих момен­тов Mx, вычислить их значения в характерных сечениях и построить эпюры Qy, Mx. Указать опасное сечение и значение Mxmax.

3. Для опасного сечения вычислить значения нормальных напряжений max и изобразить эпюру распределения нормальных напряжений по высоте сечения (эпюру ). Проверить условие прочности балки по нормальным напряжениям при допускаемом напряжении   200 МПа. Если условие прочности не удовлетворяется, указать размеры сечений, при которых оно выполняется.

4. Вычислить прогибы характерных сечений балки, изобразить изо­гнутую ось балки и проверить на жесткость при допускаемом прогибе f, равном 1/400 длины балки. Если условие жесткости не удовлетворяется, указать размеры сечений, при которых оно выполняется.

5. Для сечения с Qy max вычислить значения касательных напряжений в характерных точках и построить эпюру распределения касательных напряжений по высоте сечения (эпюру ). Проверить условие прочности балки по касательным напряжениям при   100 МПа.

6. Исследовать напряжённое состояние в опасном сечении балки.

Рис. 9

Числовые данные взять из табл. 10. Сечение балки можно принять следующих вариантов:

1-й вариант – сечение в виде двутавра;

2-й вариант – сечение, состоящее из двух швеллеров.

Номера профилей взять их из табл. 5.

ТАБЛИЦЫ исходных значений

Таблица 1

Номер

варианта

Длина L, м

Интенсивность

нагрузки q, кн

Отношение

P/(q L)

1

2,00

27

1,55

2

1,25

25

2,60

3

1,80

30

1,85

4

1,60

32

2,30

5

1,45

35

1,30

6

1,40

26

2,45

7

1,75

28

1,50

8

1,90

36

2,70

9

1,70

29

1,95

10

1,35

30

2,40

11

1,85

34

1,35

12

1,30

33

2,65

13

1,65

30

1,80

14

1,75

35

2,75

15

1,80

33

1,90

16

2,20

24

2,25

17

1,55

31

2,20

18

2,15

30

3,30

19

2,05

34

0,85

20

1,35

29

2,70

21

1,95

39

1,70

22

1,50

27

0,90

23

2,25

25

3,00

24

1,85

30

2,60

25

2,00

36

1,00

26

1,65

32

2,25

27

1,26

35

2,70

28

1,42

26

1,65

29

1,94

28

2,90

30

1,78

34

2,35

Таблица 2

Номер

варианта

Длина L, м

Интенсивность

нагрузки q, кH

Отношение

P/(q L)

1

0,40

86

1,30

2

0,30

120

1,00

3

0,25

100

0,65

4

0,35

94

0,75

5

0,25

85

1,10

6

0,45

110

0,80

7

0,30

88

0,40

8

0,45

115

0,55

9

0,30

80

0,85

10

0,25

125

0,70

11

0,40

102

0,90

12

0,45

130

1,25

13

0,30

145

1,10

14

0,25

115

1,50

15

0,50

82

0,50

16

0,55

105

0,95

17

0,40

90

1,60

18

0,55

106

1,35

19

0,65

96

0,60

20

0,40

135

1,30

21

0,35

122

1,70

22

0,30

117

0,45

23

0,40

85

2,00

24

0,50

140

1,40

25

0,35

128

1,05

26

0,50

95

1,20

27

0,60

107

1,80

28

0,45

113

0,70

29

0,50

92

1,35

30

0,35

127

1,65

Таблица 3

Номер

варианта

Площадь поперечного сечения, см2

Длина участков, м

первого участка

F1

второго участка

F2

первого

L1

второго

L2

1

4,0

3,2

0,30

0,35

2

4,3

4,0

0,35

0,24

3

3,2

4,6

0,50

0,45

4

5,0

7,8

0,55

0,25

5

10,0

6,4

0,52

0,28

6

8,5

5,5

0,20

0,33

7

5,0

4,5

0,45

0,37

8

7,2

4,20

0,33

0,40

9

3,2

3,5

0,42

0,25

10

6,0

5,3

0,47

0,60

11

4,7

5,6

0,40

0,54

12

5,0

6,8

0,25

0,31

13

4,5

5,8

0,27

0,35

14

4,3

5,5

0,38

0,15

15

3,2

4,5

0,44

0,25

16

6,5

4,2

0,48

0,42

17

3,5

3,0

0,26

0,45

18

4,7

2,9

0,60

0,30

19

7,0

4,9

0,57

0,41

20

6,8

7,7

0,31

0,36

21

10,0

6,5

0,36

0,24

22

5,2

6,0

0,43

0,34

23

5,4

3,6

0,28

0,50

24

7,5

3,8

0,21

0,42

25

6,2

8,0

0,53

0,35

26

4,8

9,2

0,37

0,54

27

5,3

3,4

0,32

0,27

28

3,8

4,6

0,51

0,35

29

5,5

8,0

0,38

0,31

30

10,0

7,4

0,56

0,37

Таблица 4

Номер

варианта

Сосредоточенная сила, кН

Интенсивность распределен­ной нагрузки, кН/м

в начале первого

участка P1

в начале второго

участка P2

на первом

участке q1

на втором

участке q2

1

40

30

-80

0

2

-20

50

110

0

3

25

0

-100

80

4

0

-55

200

-60

5

35

0

-150

100

6

-30

30

160

0

7

40

-40

50

0

8

-40

80

0

-60

9

45

-75

0

210

10

-65

50

-130

0

11

0

-60

190

-90

12

75

0

-160

220

13

-45

35

-60

0

14

-35

-35

0

150

15

55

35

0

-170

16

-65

-50

120

0

17

70

0

-210

0

18

-30

30

0

-180

19

0

40

250

-150

20

0

-80

-170

120

21

25

35

0

-200

22

0

-50

-100

160

23

0

35

140

-190

24

0

-60

-230

210

25

45

-80

0

90

26

80

0

-260

170

27

0

-70

140

600

28

0

55

-130

80

29

-50

-35

0

160

30

0

30

250

-220

Таблица 5

Номер варианта

Номер

двутавра

Номер

швеллера

Равнополочный

уголок

Неравнополочный

уголок

Размер

а, мм

Номер

t, мм

Номер

t, мм

1

10

10

10

10/6,3

10

5,2

2

20

20

20

16

16/10

10

4,0

3

12

12

12

10

10/6,5

10

4,4

4

18

18

18

12

18/11

10

5,0

5

22

22

22

14

20/12,5

14

3,5

6

24

18a

16

20

14/9

10

5,5

7

16

20

14

10

16/10

14

4,5

8

18

30

12

8

20/12,5

16

3,6

9

30

22

20

30

12,5/8

10

4,8

10

22

24

22

16

11/7

8

6,0

11

40

40

20

14

20/12,5

12

3,8

12

10

12

8

10

6,5/5

8

7,0

13

36

30

10

16

20/12,5

14

6,8

14

24

16

15

10

10/6,5

6

5,4

15

20a

22

20

12

11/7

6,5

3,2

16

14

14

14

12

5,6/3,6

5

4,6

17

16

16

16

18

9/5,6

8

7,2

18

20

18

18

20

12,5/8

8

6,2

19

33

30

18

15

16/10

12

7,5

20

40

40

20

20

20/12,5

12

5,3

21

16

20

14

9

16/10

14

4,2

22

10

12

8

12

6,5/5

8

7,2

23

36

30

10

14

20/12,5

14

6,3

24

24

16

15

10

10/6,5

6

5,4

25

20a

22

20

30

11/7

6,5

3,2

26

14

14

14

12

5,6/3,6

5

4,7

27

16

16

16

10

9/5,6

8

7,7

28

20

18

18

18

12,5/8

8

6,3

29

33

30

18

15

14/9

8

7,5

30

40

36

20

13

20/12,5

12

5,8

Таблица 6

Номер

варианта

Длина L, м

Интенсивность распределенного момента m , кН∙м/м

Отношение

М/(m L)

1

0,40

0,80

0,85

2

0,25

1,24

1,20

3

0,20

1,35

0,68

4

0,36

0,90

0,75

5

0,22

0,85

1,15

6

0,30

1,14

1,28

7

0,35

0,75

0,43

8

0,25

1,25

1,25

9

0,42

0,70

1,82

10

0,46

0,82

0,73

11

0,38

0,95

0,38

12

0,45

1,30

1,77

13

0,18

1,42

1,55

14

0,28

0,65

0,65

15

0,15

0,72

1,34

16

0,25

1,10

1,45

17

0,16

0,73

0,96

18

0,21

0,86

1,60

19

0,32

1,05

2,62

20

0,30

0,92

1,73

21

0,15

1,35

0,47

22

0,24

1,24

2,10

23

0,34

0,77

1,48

24

0,20

0,85

1,05

25

0,26

1,40

1,80

26

0,40

1,22

0,73

27

0,15

0,95

0,35

28

0,22

0,67

1,35

29

0,16

0,75

1,26

30

0,32

0,94

0,58

Таблица 7

Номер

вари-

анта

Диаметр участков вала

Длина участков вала

Значение

первого

d 1, мм

второго

d 2, мм

первого

L1, м

второго

L2, м

с1

с2

1

40

28

0,32

0,50

0,5

0

2

32

40

0,30

0,28

0

0,5

3

34

36

0,54

0,40

0

0,5

4

35

30

0,40

0,24

0,5

0

5

30

42

0,52

0,26

0

0,5

6

28

36

0,24

0,30

0

0,5

7

26

38

0,45

0,32

0

0,5

8

32

14

0,34

0,25

0,5

0

9

28

28

0,42

0,28

0,5

0

10

36

16

0,36

0,22

0,5

0

11

24

36

0,46

0,50

0

0,5

12

28

40

0,33

0,38

0

0,5

13

36

28

0,56

0,32

0,5

0

14

30

28

0,37

0,15

0,5

0

15

24

34

0,48

0,55

0

0,5

16

26

32

0,40

0,28

0

0,5

17

30

24

0,25

0,52

0,5

0

18

24

42

0,44

0,33

0

0,5

19

40

28

0,56

0,43

0,5

0

20

42

32

0,38

0,62

0,5

0

21

20

36

0,60

0,48

0

0,5

22

22

36

0,23

0,42

0

0,5

23

18

30

0,25

0,52

0

0,5

24

40

32

0,28

0,45

0,5

0

25

26

38

0,55

0,35

0

0,5

26

34

22

0,33

0,58

0,5

0

27

36

24

0,38

0,24

0,5

0

28

30

36

0,55

0,35

0

0,5

29

26

40

0,45

0,47

0

0,5

30

20

34

0,52

0,32

0

0,5

Таблица 8

Номер

вари­анта

Сосредоточенный момент,

кН∙м

Интенсивность распределен­ного момента, кН∙м/м

в начале первого

участка М1

в начале второго

участка М2

на первом

участке m1,

на втором участке m2,

1

0,40

-0,23

-0,8

0

2

-0,20

0,50

1,8

0

3

-0,25

0

1,0

-0,8

4

0

0,35

-2,0

-1,6

5

-0,35

0

1,5

-1,0

6

-0,30

0,15

1,6

0

7

0,14

-0,32

-0,5

0

8

-0,26

0,18

0

-1,7

9

0,45

-0,75

0

2,1

10

-0,38

0,16

1,3

0

11

0

-0,26

-1,9

0,9

12

0,33

0

1,3

-1,2

13

0,55

-0,22

0

0,9

14

-0,24

-0,15

0

1,1

15

0,15

0,62

0

-1,0,

16

-0,67

0,14

1,5

0

17

0,73

0

-2,2

0

18

-0,19

0,23

0

-1,7

19

0

0,40

2,3

-1,2

20

0

-0,22

-1,2

2,0

21

0,25

-0,35

0

-2,4

22

0

-0,27

-1,8

2,6

23

0

0,15

1,7

-1,9

24

0

-0,36

-2,3

1,0

25

0,29

-0,29

0

1,9

26

0,48

0

-1,6

2,5

27

0

-0,37

1,4

-0,6

28

0

0,52

-1,1

0,9

29

-0,21

-0,32

0

1,80

30

0

0,23

2,1

-1,2

Таблица 9

Номер

варианта

Длина

участка l, м

Интенсивность

нагрузки q, кН/м

Отношение

P/(qL)

Отношение

M/(qL2)

1

2,20

10,0

1,00

0,60

2

2,50

15,5

0,65

1,00

3

2,20

22,0

0,40

0,35

4

2,35

20,5

0,80

1,25

5

2,60

12,0

0,50

0,80

6

2,10

13,5

0,70

1,40

7

1,60

20,0

0,85

0,75

8

2,250

12,0

0,60

0,30

9

2,45

17,0

1,45

1,60

10

2,05

16,0

0,55

0,90

11

1,80

13,5

0,60

0,45

12

2,30

16,5

0,85

0,95

13

1,55

14,0

1,10

0,85

14

1,65

21,5

0,75

0,55

15

2,70

13,0

0,90

0,70

16

1,45

20,5

1,30

0,90

17

2,40

15,0

0,45

1,45

18

1,95

17,0

0,85

0,75

19

1,65

20,0

1,05

1,30

20

1,75

17,5

1,15

1,00

21

2,15

10,5

1,20

0,50

22

2,10

16,0

1,15

0,70

23

2,55

18,5

1,70

1,20

24

2,35

19,0

1,10

1,05

25

1,50

20,0

1,20

0,80

26

2,65

14,5

0,95

0,60

27

2,75

13,0

0,55

1,40

28

1,85

19,5

1,20

1,10

29

2,00

15,0

0,95

1,75

30

2,05

12,5

0,55

0,90

Таблица 10

Номер вари­анта

Длина

участков, м

Интенсивность нагрузки, кН/м

Сила,

кН

Сосредоточенный момент, кН∙м

l1

l2

q1,

q2,

P1

P2

М1

М2

1

2,8

2,2

15

0

20

0

0

-32

2

2,0

2,6

0

-12

-22

0

0

34

3

3,0

1,8

0

16

18

0

0

10

4

1,9

2,8

10

0

0

-13

-20

0

5

2,8

2,0

14

0

12

0

18

0

6

2,5

3,0

-17

0

0

-25

22

0

7

3,0

2,0

0

14

10

10

0

36

8

2,2

2,8

0

-15

-26

0

0

-28

9

2,5

2,5

0

25

15

0

-26

0

10

2,0

2,5

-18

0

21

0

35

0

11

2,5

2,6

16

0

0

-20

-24

0

12

2,2

3,0

0

18

13

0

0

36

13

2,5

2,2

0

-28

17

0

23

0

14

2,3

2,8

16

0

-14

0

0

27

15

1,8

3,0

-26

0

21

0

-33

0

16

3,0

1,5

0

16

-27

0

0

-40

17

1,5

2,5

-30

0

-12

0

0

28

18

2,5

1,2

-12

-24

0

0

30

0

19

1,2

3,0

27

-12

0

0

0

-32

20

3,0

1,7

-10

0

34

0

16

0

21

1,6

2,4

20

22

0

0

0

-25

22

2,4

1,9

0

-20

-10

0

23

0

23

1,8

2,6

-15

-25

0

0

28

0

24

2,6

1,9

-30

19

0

0

0

-32

25

1,8

2,8

28

-10

0

0

-42

0

26

2,7

2,5

22

44

-15

0

0

27

927

2,2

2,8

-45

18

0

-20

0

-13

28

2,8

2,5

30

-15

0

0

0

-36

29

3,0

1,5

0

14

-18

0

26

0

30

2,3

1,8

-19

0

0

11

-16

0

Схемы к задаче 1

Схемы к задаче 1 (продолжение)

Схемы к задаче 1 (продолжение)

Схемы к задаче 1 (продолжение)

Схемы к задаче 1 (продолжение)

Схемы к задаче 3

Схемы к задаче 3 (продолжение)

Схемы к задаче 3 (окончание)

Схемы к задаче 4

Схемы к задаче 4 (продолжение)

Схемы к задаче 4 (окончание)

Схемы к задаче 5

Схемы к задаче 5 (продолжение)

Схемы к задаче 5 (продолжение)

Схемы к задаче 5 (продолжение)

Схемы к задаче 5 (окончание)

Схемы к задаче 8

Схемы к задаче 8 (продолжение)

Схемы к задаче 9 (1-й вариант схем)

Схемы к задаче 9 (1 вариант схем, продолжение)

Схемы к задаче 9 (2-й вариант схем)

Схемы к задаче 9 (2-й вариант схем, продолжение)

Схемы к задаче 10 (1-й вариант)

Схемы к задаче 10 (1-й вариант, продолжение)

Схемы к задаче 10 (2 вариант схем)

Схемы к задаче 10 (2 вариант схем, продолжение)

Схемы к задаче 11

Схемы к задаче 11 (продолжение)

Схемы к задаче 12 (1-й вариант)

Схемы к задаче 12 (1-й вариант, продолжение)

Схемы к задаче 12 (1-й вариант, продолжение)

Схемы к задаче 12 (2-й вариант)

Схемы к задаче 12 (2-й вариант, продолжение)

Схемы к задаче 12 (2-й вариант, продолжение)

Схемы к задаче 13

Схемы к задаче 13 (продолжение)

Схемы к задаче 13 (продолжение)

Схемы к задаче 16

Схемы к задаче 16 (продолжение)

Схемы к задаче 16 (продолжение)

Схемы к задаче 17

Схемы к задаче 17 (продолжение)

Схемы к задаче 17 (продолжение)

Схемы к задаче 18

Схемы к задаче 18 (продолжение)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]