Расчёт многопролётной балки онлайн

Многопролётная статически определимая балка — балка с врезанными шарнирами: на трёх опорах и больше, но каждая лишняя опора уравновешена шарниром, в котором момент равен нулю. Калькулятор делает кинематический анализ, строит поэтажную схему, находит реакции и давления в шарнирах сверху вниз и рисует общие эпюры Q и M. Форма открыта на балке из двух частей: подвесная висит на консоли основной.

Как считается многопролётная балка

Порядок один во всех методичках, что мы прочли, — его и повторяет ход решения калькулятора.

  1. Кинематический анализ. Шарниры режут балку на диски. Формула W = 3Д − 2Ш − С₀ (Д — диски, Ш — простые шарниры, С₀ — опорные стержни) должна дать ноль; то же самое иначе записывают как Ш = С₀ − 3. Ноль — условие необходимое; достаточное — каждая часть присоединена правильно.
  2. Поэтажная схема. Балку мысленно разрезают по шарнирам. Основная балка держится на земле сама, подвесная (второстепенная) опирается на шарнир нижней — шарнир заменяют шарнирно-неподвижной опорой. Подвесные рисуют выше основных.
  3. Реакции — сверху вниз. Начинают с самой верхней балки: два уравнения моментов относительно точек неизвестных сил, проверка ΣY = 0. Давление в шарнире передают на нижнюю балку той же величины и обратного направления — и считают её.
  4. Эпюры Q и M. Эпюры строят по участкам каждой балки и совмещают на одной оси. В шарнире момент равен нулю — если в нём не приложен сосредоточенный момент.
  5. Проверки. ΣY = 0 для всей балки, M = 0 в шарнирах, скачки на эпюрах равны силам и моментам, dM/dz = Q. В курсе сопромата так же и решают: три уравнения всей балки плюс «сумма моментов сил по одну сторону от шарнира равна нулю» на каждый шарнир — калькулятор показывает это последним шагом, ответ тот же.

Как это называют в разных методичках

Слева — как в решении калькулятора, справа — как то же самое пишут на других кафедрах. Перепишите решение своими словами — числа те же.

основная балкаглавная, несущая, балка первого этажа
подвесная балкавторостепенная, дополнительная, вспомогательная, балка-вставка, звено
основная без неподвижной опоры (держит только вертикаль)условно основная
давление в шарнире VR′, опорное давление Fш = Vш, условная сила в шарнире
W = 3Д − 2Ш − С₀Ш = С₀ − 3; nст.н = nр − 3 − nш
z — координата от левого концаx — в части методичек

Что ещё умеет калькулятор

  • Лишние опоры сверх шарниров — метод сил: основная система — многопролётная балка с теми же шарнирами, коэффициенты — интегралы Мора. Без шарниров — статически неопределимая балка онлайн.
  • Шарнир прямо над опорой — две балки на общей опоре; момент, приложенный в шарнире, — к левой или правой балке на выбор.
  • Линии влияния многопролётной балки — реакций, Q и M в сечении, с загружением: линии влияния онлайн.

Где это нужно

Вопросы о многопролётных балках

Балка на трёх опорах с шарниром — определимая или нет?
Определимая. Без шарнира у балки на трёх опорах одна лишняя связь, а врезанный шарнир даёт ещё одно уравнение — момент в нём равен нулю. Неизвестных и уравнений становится поровну. Каждый следующий шарнир снимает ещё одну лишнюю опору.
Два шарнира в одном пролёте — это механизм?
Не обязательно. Подвесная балка между консолями двух соседних основных держится как раз на двух шарнирах — это классическая балка Гербера. Механизм — когда какая-то часть опирается меньше чем на две точки; калькулятор называет такую часть и подсказывает, куда добавить опору.
Сила приложена прямо в шарнире — к какой балке её отнести?
Сосредоточенную силу калькулятор относит к нижней балке — так велит методичка ВолгГАСУ; на реакции выбор не влияет, только на давление в шарнире. Сосредоточенный момент в шарнире относим к подвесной балке, как в разобранной задаче БрГТУ, — оба правила названы в решении.
Решение совпадёт с моей методичкой?
По числам — да: калькулятор сверен с семью разобранными задачами из методичек СКФУ, ЮЗГУ, ННГАСУ, БрГТУ и учебника smitu.ru. Оформление у кафедр разное — обозначения и названия балок сведены в таблицу выше, по ней ход решения легко переписать своими буквами.