Определение опорных моментов в загруженном пролете способом моментных фокусов Моментные фокусные отношения Рассмотрим неразрезную балку, загруженную заданной нагрузкой только в одном пролете и известным нам способом построим эпюру изгибающих моментов (схематично показана на рис. 5.1). Обратим внимание на особенность приведенной эпюры – наличие точек нулевых значений моментов в незагруженных пролетах. Они расположены слева и справа от загруженного пролета. Назовем их левыми и правыми моментными фокусами: – левым (правым) моментным фокусом называется нулевая точка эпюры моментов в пролете при действии нагрузки справа (слева) от него. Рассмотрим, влияет ли характер и величина нагрузки на положение моментных фокусов. Для этого проведем сечение через левую опору загруженного пролета и рассмотрим равновесие левой же отсеченной части (рис. 5.2). Влияние правой отсеченной части заменим известными усилиями M, Q и N. Вполне очевидно, что если N существует, то влияния на характер и величину изгибающего момента не окажет. Поперечная сила Q приложена на опоре и тоже не окажет влияния на изгибающий момент. Таким образом, изгибающие моменты в рассматриваемых пролетах будут зависеть только от величины опорного момента M2. Учитывая, что в рассматриваемых пролетах закон изменения изгибающего момента линеен, то как бы не менялось значение опорного момента M2, величина момента в пролетах изменяется пропорционально и положение моментных точек не изменится. Естественно, что сказанное справедливо и для правых моментных точек. Моментным фокусным отношением назовем отношение между опорными моментами какого-либо незагруженного пролета (рис. 5.3). Различают левое и правое фокусные отношения: – левое , если загружен пролет справа; – правое , если загружен пролет слева. Рассмотрим два соседних незагруженных пролета (рис. 5.4) в предположении, что нагрузка справа.  Запишем уравнение 3-х моментов для n-й опоры: . Разделим записанное уравнение на Mn: . Так как ранее было принято, что , то в нашем случае можем записать: , . Перепишем уравнение 3-х моментов с учетом введенных обозначений: . Найдем  Получили рекуррентную формулу вычисления левых фокусных отношений. Чтобы воспользоваться ей, надо знать хотя бы одно фокусное отношение. Рассмотри крайний левый пролет с шарнирным опиранием (рис. 5.5). Найдем левое фокусное отношение для первого пролета: . Тогда фокусное отношение для второго пролета, при условии, что он не загружен: и т.д.. Рассмотрим случай, когда крайний левый пролет имеет левую опору в виде защемления (рис. 5.6). Заменим защемление нулевым пролетом бесконечной жесткости. Учтем, что для нулевого пролета . Получим: . Далее можно вычислить фокусные отношения для всех незагруженных левых пролетов. Вполне верно будет обобщить полученные результаты на правые фокусные отношения. Рекуррентная формула:  Для крайних правых незагруженных пролетов, в зависимости от типа опирания, справедливы ранее полученные результаты. Определение опорных моментов в загруженном пролете способом моментных фокусов Применим фокусные отношения к определению опорных моментов в загруженном пролете (рис. 5.7). Запишем уравнение 3-х моментов для n-1 и n опор: . Учтем фокусные отношения: , откуда ; , откуда  Перепишем первое уравнение 3-х моментов: , или, приведя подобные и проведя необходимые преобразования: . Обратим внимание, что и первое уравнение примет следующий вид: . По аналогии можем записать второе уравнение 3-х моментов (для n–й опоры): . Разрешив совместно первое и второе уравнение относительно опорных моментов Mn-1 и Mn, получим: , . |