Для консольной двутавровой балки, загруженной горизонтальной силой F1 = 0,56 кН и вертикальной силой F2 = 5,84 кН (рис. 5.1.3), построить эпюру нормальных напряжений в защемлении и найти максимальное нормальное напряжение σmax.
Решение. Нормальные напряжения определяем по формуле (5.1.1). Подсчитаем
вначале величины изгибающих моментов в защемлении (по модулю):
My =
=
560 H·м;
Mz =
= 2920 H·м.
При этом момент Mz растягивает верхние волокна и сжимает нижние, а момент My растягивает левые волокна и сжимает правые.
Моменты инерции сечения, состоящего из прямоугольников, относительно осей z и y равны:
Iz = 116,67 см4 =
Iy = 29,5 см4 =
.
Для построения эпюры нормальных напряжений вычисляем напряжения в угловых точках a, b, c, d (рис. 5.1.3, б). В точке а оба момента Mz и My вызывают растяжение, поэтому напряжение имеет величину: Резьбовые соединения Резьбовыми соединениями называют разъемные соединения деталей с помощью резьбы или резьбовых деталей (болта, винта, шпильки, гайки, шайбы).
В точке b момент Mz вызывает растяжение, а My – сжатие, поэтому
В точке с момент Mz вызывает сжатие, а My – растяжение, поэтому
В точке d оба момента Mz и My вызывают сжатие, поэтому
Определив напряжения в угловых точках и зная, что нормальные напряжения изменяются по закону плоскости, строим эпюру σ (рис. 5.1.4). Из эпюры видно, что наибольшее нормальное напряжение σmax = 138 МПа.
Задача 5.1.2. Для стальной балки, лежащей на двух опорах и нагруженной силой F = 60 кН, лежащей в плоскости zy и составляющей угол α = 30o с вертикальной осью y (рис. 5. 1.5), подобрать прямоугольное сечение при условии, что h = 2b, Ry = 160 МПа, γс = 1.
Решение. Разложив силу на две составляющие по главным осям сечения
балки, определим опорные реакции, действующие в главных плоскостях, и построим
эпюры изгибающих моментов Mz и My, рис. 5.1.6, а.
Наибольшие моменты действуют в среднем сечении, где
В этом сечении наибольшие нормальные напряжения возникают в точках а (растяжение) и b (сжатие), рис. 5.1.6, б. Для них условие прочности запишется так:
Вычисляем моменты сопротивления Wz и Wy при заданном соотношении высоты
h и ширины b:
Подставляем
в условие прочности значения Mz , My , Wz и Wy. В итоге получим
,
откуда 
Задача 1.3.9. Определить допускаемое
значение силы F, действующей на конструкцию, изображенную на рис.1.3.1, если расчетное
сопротивление материала тяги АВ 
а 
. Площадь поперечного сечения тяги АВ ААВ = 1 см2. Стержень
ВС — абсолютно жесткий.
Ответ: Fadm = 13,86 кН.
Задача 1.3.10.
Определить допускаемое значение силы F, действующей на стержневую систему, показанную
на рис. 1.3.4, если площади поперечных сечений стержней системы — А1 = А2 = 2
см2. Принять расчетное сопротивление стали стержней 
, а .
Ответ: Fadm = 65,73 кН.
Задача 1.3.11. Определить допускаемое
значение силы Fadm, действующей на стальную стержневую систему (рис.1.3.8), если
горизонтальный стержень СО — абсолютно жесткий, а допускаемая величина вертикального
опускания точки С — 
= 1,5 см. Площади поперечных сечений стержней указаны
на рис. 1.3.8, а А = 1 см2, l = 1 м, 
.
Ответ: Fadm = δcEA/(5l) = 61800 Н.
