Вычерчиваем сечение в масштабе (рис.), для чего из таблицы сортамента берём следующие данные:
швеллер № 16: , ; ; ; ; ; ;
уголок 80х50х6: ; ; ; ; ; .
Показываем положение центров тяжести (точки ) каждой фигуры, через которые проводим оси и .
Следует обратить внимание на то обстоятельство, что положение уголка в заданном сечении не соответствует положе-нию в сортаменте. Поэтому , а , где -моменты инерции относительно осей , применяемых в сортаменте.
Для определения положения центра тяжести сечения выбираем произвольную систему координат , в которой положение центров тяжести отдельных элементов легко определяется. В данном примере оси проведены по наружному контуру стенки и нижней полки швеллера. Однако можно выбрать любое другое положение осей.
Координаты центра тяжести вычисляем по формулам:
,
где
Показываем положение центра тяжести всего сечения – т. и проводим центральные оси . Cледует подчеркнуть, что для сечения, состоящего из двух фигур, общий центр тяжести располагается на прямой , соединяющей центры тяжести отдельных фигур.
|
|
Для вычисления моментов инерции относительно центральных осей используем зависимость:
;
здесь
;
.
,
здесь
Для определения центробежного момента инерции всего сече-ния вначале определяем центробежный момент инерции угол-ка относительно собственных центральных осей .
В сортаменте для уголка задан , где - угол между главной осью , момент инерции относительно которой равен , и осью , которая для заданного положения уголка совпадает с осью . | |
Рис. |
Тогда , а угол между горизонтальной осью и осью, момент инерции относительно которой равен , является дополнительным, то есть . В данном случае угол является положительным, так как откладывается против часовой стрелки.
Используя уравнение для заданного по условию задачи положения уголка, можно получить
,
а, учитывая, что , получаем
.
Центробежный момент инерции всего сечения относи-тельно осей
Рис. |
Вычисляем главные моменты инерции
;
Окончательно имеем
,
Положение главной оси, относительно которой момент инерции равен , определим по формуле (2.15)
Тогда , а так как угол положительный, то на рис. откладываем его против часовой стрелки.