Виды опор

Балками называют такие элементы конструкций машин, приборов, сооружений, которые в процессе работы воспринимают в основном поперечные относительно оси нагрузки и передают их через опорные устройства другим элементам конструкции или основанию. Примером могут служить такие детали машин, как валы, оси, рычаги, детали строительных конструкций, фермы мостов и т.п. Любая опора лишает балку одной, двух или трёх степеней свободы. Соответственно различают следующие опоры.

Свободное опирание (рис. 8.1). Эта опора лишает балку одной степени свободы – возможности перемещаться в направлении оси у. Но активные силы должны прижимать балку к опоре, в противном случае опора перестает выполнять своёназначение. Таким образом, реакция при свободном опирании должна быть направлена всегда только от опоры.

Рис. 8.1. Реакция при свободном опирании балки

Жёсткое опирание – заделка (рис. 8.2). Эта опора лишает балку трёх степеней свободы: линейных перемещений вдоль осей х и у и возможности вращаться. В заделке соответственно появляются три неизвестных реактивных усилия: вертикальная реакция , горизонтальная реакция и реактивный момент заделки М_А.

Рис. 8.2

Шарнирно-неподвижная опора препятствует любому поступательному перемещению балки, а также дает возможность последней поворачиваться вокруг оси шарнира (рис. 8.3, а). Реакция приложена в центре шарнира А. Для определения неизвестных модуля и направления реакции необходимо ее заменить взаимно перпендикулярными составляющими и , (, ). На рис. (8.3, б) дано схематическое изображение этой опоры. В качестве примера шарнирно-неподвижной опоры может служить подшипниковый узел (рис. 8.3, в).

Рис. 8.3

При опирании на шарнирно-подвижную опору нижняя часть поставлена на катки (рис. 8.4, а), поэтому такая опора не препятствует небольшому перемещению балки в направлении, параллельном опорной поверхности. Реакция опоры в данном случае приложена в центре шарнира и направлена по нормали к опорной поверхности (трением катков пренебрегаем). Схематическое изображение дано на рис.8.4, б, в. Примером такой опоры может служить плавающая подшипниковая опора вала.

Рис. 8.4

Балки, имеющие опоры, в которых общее число неизвестных реакций равно числу уравнений равновесия, являются статически определимыми.

На рис. 8.5, а, г показаны статически определимые системы (по три реактивных усилия), на рис. 8.5 б, в – статически неопределимые системы (более трех неизвестных реакций).

Рис. 8.5