Рисунок 329.1. Балка прямоугольного сечения с распределенной нагрузкой приложенной в плоскости, проходящей через центры тяжести поперечных сечений.
Между тем линейно распределенная нагрузка далеко не всегда прикладывается в плоскости, проходящей через центры тяжести поперечных сечений. Например, если на перемычку несущей стены кроме вышележащей стены опираются еще и плиты или балки перекрытия, то нагрузка от плит или балок перекрытия будет приложена не в плоскости, пересекающей центры тяжести поперечных сечений, а с некоторым смещением - эксцентриситетом приложения нагрузки.
Рисунок 329.2
Если эксцентриситет приложения нагрузки не превышает половины ширины поперечного сечения балки b (как показано на рис. 329.2), то балка обладает достаточной устойчивостью на действие крутящего момента и никаких дополнительных мер по закреплению такой балки на опорах не требуется. А если эксцентриситет больше половины ширины поперечного сечения, т.е прикладываемая нагрузка выходит за поперечное сечение балки, то такая балка требует соответствующего закрепления на опорах.
При внецентренном приложении нагрузки возникает крутящий момент из-за эксцентриситета приложения нагрузки и действие этого крутящего момента при расчетах следует учитывать. Обозначаться крутящий момент может по-разному, например, mk - для распределенного по длине крутящего момента (рис. 329.2), Т или Мk - для сосредоточенного момента, возникающего при действии сосредоточенной нагрузки, но сущность крутящего момента при этом не меняется.
А сущность крутящего момента состоит в том, что сила, действующая со смещением по отношению к плоскости, проходящей через центры тяжести сечений, пытается повернуть рассматриваемое поперечное сечение, относительно смежных поперечных сечений на некоторый угол θ (относительный угол закручивания), и на угол φ (полный угол закручивания по всей длине балки). Вращение происходит относительно центра тяжести поперечного сечения. При этом в рассматриваемом поперечном сечении возникают касательные напряжения.
Как и при расчете на действие вертикальной нагрузки изгибаемых элементов, при действии крутящего момента сначала определяются опорные крутящие моменты, а затем строится эпюра крутящих моментов, позволяющая определить максимальные крутящие моменты. Но сначала рассмотрим, чему равны напряжения и деформации при кручении стержней круглого профиля. |