|
Раздел девятый. СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОМЕТРИЧЕСКИХ
СООРУЖЕНИЙ
ГЛАВА 35. Расчет элементов строительных конструкции, подверженных различным видам деформации
|
|
|
35.4. Поперечный изгиб
35.4.4. Расчет балок на прочность и жесткость
|
|
|
Опытами установлено,
что касательные напряжения мало влияют на прочность балок при изгибе.
Следовательно, формула нормальных напряжений для чистого изгиба
(9.29) вполне приемлема для расчета всех балок, работающих на изгиб,
в условиях возникновения не только изгибающих моментов, но и поперечных
сил.
Используя формулу (9.29),
условие прочности балки запишется так:
здесь - расчетное сопротивление
материала балки при изгибе,
- максимальный изгибающий момент, возникающий в балке. Этот момент
берется по абсолютному значению (без учета знака момента); W
- момент сопротивления того сечения, в котором действует .
Формула в виде (9.34)
служит для выполнения проверочных расчетов (см. п. 9.14). Для проектных расчетов,
которые приходится выполнять более часто по сравнению с другими
видами расчетов, рассматриваемая формула примет вид
где - требуемый момент сопротивления
сечения балки. (Заметим, что значок "макс" у буквы М писать
не обязательно, так как ясно, что расчет всегда ведется по максимальному
изгибающему моменту).
Вычислив ,
затем назначают размеры сечения так, чтобы его момент сопротивления
был несколько больше требуемого. Подобранную таким образом балку
проверяют по касательным напряжениям, используя формулу (9.31),
или более простые формулы (9.32) - (9.33а), беря в качестве наибольшую
по абсолютному значению поперечную силу, возникающую в балке.
Пример 1. Подобрать
поперечное сечение деревянной балки на двух опорах, загруженной
равномерно распределенной нагрузкой (рис. 9.28). Пролет балки l
= 6 м, интенсивность нагрузки на 1 м погонной длины q = 0,003
МН, расчетное сопротивление на изгиб
= 13 МН/, на скалывание
= 1,2 МН/.
Найдем требуемый момент сопротивления по условию (9.35):
Теперь будем подбирать
балку, обладающую таким же или несколько большим моментом сопротивления.
Предположим, в нашем распоряжении имеется круглый лес (бревна) и
мы хотим использовать его в качестве балки. Момент сопротивления
круглого сечения равен
Подставив в последнее выражение значение ,
найдем диаметр бревна
Проверим подобранную
балку на скалывающие напряжения, предварительно определив площадь
ее поперечного сечения:
т. е. балка скалывающие напряжения выдерживает.
В рассмотренном примере
можно было бы подобрать балку и с другой формой поперечного сечения,
например с квадратным сечением со стороной а. Определим его размеры
так же, как мы сделали это для круглого сечения, но помня, что момент
сопротивления квадрата равен
|
|
|