Элементы многопролетных статически определимых балок, их характеристика. Понятие о поэтажной схеме.

Многопролетные статически определимые балки относятся к плоским стержневым системам, образованным по первому варианту и состоящих из прямолинейных дисков, объединенных между собой цилиндрическими шарнирами и закрепленных с помощью опорных устройств.

Диски многопролетных балок могут иметь одинаковую изгибную жесткость, либо разную. Это не влияет на распределение усилий в статически определимых системах.

Один из дисков балки должен быть закреплен тремя опорными связями (при помощи одной защемляющей опоры, либо двух шарнирных опор, одна из которых неподвижна, а друга подвижна в направлении оси диска). Такой диск многопролетной балки называют главным. Главный диск может являться балкой-консолью, либо двухопорной балкой с одной, или двумя консолями. Длины консолей влияют на распределение усилий и устанавливаются расчетом.

К главному диску присоединяется другой диск при помощи шарнира и одной шарнирно подвижной опоры. Напомним, что шарнир имеет две связи и эквивалентен шарнирно неподвижной опоре. Этот диск называют передаточным, если к нему присоединяется следующий диск, или подвесным, если он является крайним диском балки.

На рис.2.1 показана балка, имеющая три диска. Диск АС является главным, диск СЕ – передаточным, диск ЕК – подвесным. Такую балку называют регулярной или балкой Семиколенова.

Рис.2.1

Расстояния между соседними опорами называют пролетами балки. Их длины обозначают и измеряют в метрах.

Расстояния от шарниров до ближних опор принимают в пределах (1/3 – 1/4) длин соответствующих пролетов, т.е.

Многопролетные балки могут иметь несколько главных дисков, несколько передаточных дисков и несколько подвесных дисков. Если балка имеет несколько главных дисков, то один из них должен иметь три опорные связи, а остальные по две шарнирно подвижные опоры. Передаточные диски всегда имеют одну шарнирно подвижную опору, а подвесные диски могут объединять два диска при помощи двух шарниров и не иметь наземных опор. На рис.2.2 представлена балка, состоящая из двух главных дисков (AB и CK) и двух подвесных дисков (BC и KL), а на рис.2.3 показана балка, имеющая главный диск AB, два передаточных диска (BD и DK) и подвесной диск KL.

Рис.2.2

Рис.2.3

Многопролетные статически определимые балки имеют простые конструктивные решения, позволяют использовать простые методы определения реакций опор и внутренних усилий в произвольных сечениях, а также регулировать усилия путем смещения шарниров в пролетах.

Поэтажной схемой многопролетной балки называют схему взаимодействия отдельных дисков балки, каждый их которых представляет отдельную однопролетную балку с одной или двумя консолями. Для образования поэтажной схемы необходимо установить главные диски и вычертить их в масштабе длин на уровне первого этажа. Затем трансформировать цилиндрические шарниры, объединяющие диски в шарнирно неподвижные опоры и вычертить на уровне второго и последующих этажей передаточные и подвесные диски.

Образуем, к примеру, поэтажную схему балки, показанной на рис.2.1. Эта балка состоит из главного диска АС, передаточного диска СЕ и подвесного диска ЕК.

Вычерчиваем диск АС на уровне первого этажа рис.2.4. На этот диск в точке С устанавливаем шарнирно неподвижную опору передаточного диска СЕ и вычерчиваем этот диск на уровне второго этажа. Аналогично в точке Е передаточного диска устанавливаем шарнирно неподвижную опору подвесного диска ЕК и вычерчиваем этот диск на уровне третьего этажа.

Рис.2.4

На рис.2.5 и 2.6 показаны поэтажные схемы балок, представленных на рис.2.2 и 2.3 соответственно. Рекомендуем установить категории дисков этих балок и обосновать образованные поэтажные схемы.

Рис.2.5

Рис.2.6