Опоры и опорные реакции балочных систем

В машинах и конструкциях очень часто встречаются тела удлиненной формы, называемые балками или балочными системами. Балки предназначены, в основном, для восприятия поперечных нагрузок, а балочные системы имеют специальные опорные устройства для сопряжения их с другими элементами и передачи на них усилий.

Опоры балок могут быть разделены на три основных типа: шарнирно-подвижные, шарнирно-неподвижные, жесткая заделка. Рассмотрим правило для определения направления реакций связей на них.

Шарнирно-подвижная опора (рис. 5, опора А) допускает поворот вокруг оси шарнира и линейное перемещение параллельно опорной плоскости. Реакция такой связи будет направлена перпендикулярно опорной плоскости и неизвестна только по модулю.

Рис. 5

Шарнирно-неподвижная опора (рис. 5, опора В) допускает только поворот вокруг оси и не допускает никаких линейных перемещений. Реакция такой опоры будет направлена перпендикулярно оси шарнира; модуль и ее направление заранее неизвестны (два неизвестных). В этих случаях при решении задач такую реакцию разлагают на две взаимно перпендикулярные составляющие Xв и Ув, неизвестные по модулю, но известные по направлению.

Жесткая заделка (защемление) показана на рис. 5, опора С. Она не допускает ни линейных перемещений, ни поворотов защемленного конца балки. Жесткую заделку заменяют реактивной силой R_c, неизвестной по модулю и направлению и поэтому разлагаемую на две составляющие Х_с и У_с и реактивным моментом т (три неизвестных).

Кроме перечисленных основных типов опор балок, в конструкциях нередко балка свободно опирается на плоскость (поверхность) или на ребро призмы. В этих случаях реакции определяют по правилам, изложенным вп. 1.1.2.

4. Распределённые нагрузки

До сих пор мы имели дело с силами, приложенными в точке, которые называют сосредоточенными. Но в практике часто встречаются силы, приложенные равномерно или считаются приложенными равномерно по объему поверхности тела, например, сила тяжести, давление ветра, снега, воды и т.п. Такие силы называются распределенными.

Плоская система распределенных сил характеризуется ее интенсивностью, обычно обозначаемой q. Интенсивность есть сила, приходящаяся на единицу длины нагруженного участка. Интенсивность в системе СИ выражается в Н/м.

Распределенная нагрузка, имеющая постоянную интенсивность, называется равномерно распределенной (рис. 6).

Рис. 6.

При решении задач статики распределенную нагрузку заменяют равнодействующей (сосредоточенной), модуль которой определяется по формуле

Приложена равнодействующая Q в середине отрезка АВ.

Распределенная нагрузка, имеющая переменную интенсивность, называется неравномерно распределенной. Примером такой нагрузки может служить меняющееся по высоте давление воды на плотину.

Дата добавления: 2014-01-07