Если в таблицах отсутствует формула для определения прогиба на каком-то из участков балки (из-за чрезмерной длины формулы), то опять же ее можно вывести, дважды должным образом проинтегрировав уравнение изгибающего момента, разделив результат на EI и добавив к этому результат интегрирования угла поворота. Данный метод решения проблемы называется методом начальных параметров.
В общем виде уравнение для определения углов поворота выглядит так:
θх = – θA + МАх/EI + Ax2/2EI – qx3/6ЕI (173.1)
например, для шарнирной балки, к которой приложена сосредоточенная нагрузка (таблица 1, №1.1, момент и распределенная нагрузка отсутствуют) на участке от начала балки до точки приложения силы (0 < x < l/2) уравнение будет иметь вид:
θх = – θA + Ax2/2EI = – Ql2/16EI + Qx2/4EI = Q(4x2 – l2)/16EI (173.2)
Соответственно в общем виде уравнение для определения прогиба выглядит так:
fх = – θAx + Мх2/2EI + Ax3/6EI – qx4/24ЕI (173.3)
для той же шарнирной балки на участке от начала балки до точки приложения силы (0 < x < l/2) уравнение будет иметь вид:
fх = – θAx + Ax3/6EI = – Ql2x/16EI + Qx3/12EI = Qx(4x2 – 3l2)/48EI (173.4)
На участке от точки приложения силы до конца балки (l/2 < x < l) уравнение будет иметь вид:
fх = – θAx + Ax3/6EI – Q(x – l/2)3/6EI (173.5)
Эпюры углов поворота и прогибов поперечного сечения по длине балки не приводятся. Если в формуле прогиба есть знак минус, то это значит, что балка прогибается вниз (что в общем-то логично), а если быть более точным, то центр тяжести поперечного сечения смещается вниз по оси у.
Представленные расчетные схемы позволяют рассчитать балку практически при любом возможном виде нагрузки. Если на балку действует несколько различных нагрузок, то можно производить отдельный расчет для каждой схемы загружения, а затем полученные результаты сложить (с учетом знаков). Это правило называется принципом суперпозиции и в некоторых случаях значительно упрощает общий расчет, а также экономит уйму времени на поиск в сети подходящей расчетной схемы.
Отдельно приводится пример расчета балки при общем случае загружения несколькими сосредоточенными нагрузками, приложенными несимметрично, по двум вариантам: упрощенному и полному. Сделал я это для наглядности, потому что устал каждый раз объяснять, что не всегда есть большая необходимость в точных расчетах. |