KWALIFIKACJA BUD1 + BUD8 + BUD12 + BUD14 + BUD15 - STYCZEŃ 2009

PYTANIE NR 16.
Moment maksymalny w belce przedstawionej na rysunku wynosi
Ilustracja przedstawia schemat belki, która jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z kwalifikacją zawodową
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Dla belki swobodnie podpartej z siłą skupioną P w środku rozpiętości l reakcje są równe: RA=RB=P/2. Maksymalny moment występuje w środku belki i wynosi Mmax=RA·(l/2)=(P/2)·(l/2)=Pl/4. W podporach moment jest równy 0.

Pełne wyjaśnienie:

W przedstawionym schemacie mamy belkę swobodnie podpartą: z jednej strony podpora przegubowa nieprzesuwna, z drugiej przegubowa przesuwna. W połowie rozpiętości działa pionowa siła skupiona P. Układ jest symetryczny, więc reakcje podporowe są jednakowe.

Krok 1: reakcje podporowe. Z warunku równowagi sił pionowych suma reakcji musi równoważyć obciążenie: RA+RB=P. Ponieważ siła jest w środku, a podpory są na końcach, z symetrii wynika RA=RB, czyli RA=RB=P/2.

Krok 2: gdzie jest moment maksymalny? Dla takiego obciążenia moment zginający rośnie liniowo od podpór (gdzie M=0) do środka belki, a następnie maleje liniowo do zera w drugiej podporze. Zatem maksimum występuje w przekroju pod siłą, czyli w środku rozpiętości.

Krok 3: obliczenie Mmax. Liczymy moment w środku, biorąc lewą część belki: Mmax=RA·(l/2)=(P/2)·(l/2)=Pl/4.

Dlatego odpowiedź "1/4 Pl" jest poprawna. Odpowiedź "1/2 Pl" wynika zwykle z pomylenia ramienia (wzięcia l zamiast l/2). Odpowiedź "1 Pl" jest typowa dla niektórych przypadków belki wspornikowej lub błędnego przyjęcia reakcji równej P. Odpowiedź "2 Pl" jest niezgodna z równowagą i prowadziłaby do momentów wielokrotnie zawyżonych względem prostego schematu statycznego.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź (1) typ podpór, (2) położenie obciążenia, (3) jednostki: moment ma jednostkę siła×długość (np. kN·m).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moment gnący to wewnętrzna "para sił" w przekroju belki, która powoduje zginanie elementu pod wpływem obciążeń. Oblicza się go jako iloczyn siły i ramienia (odległości). Wykres momentu pomaga wskazać przekrój najbardziej wytężony.
Belka swobodnie podparta ma zwykle dwie podpory na końcach: przegub nieprzesuwny oraz przegub przesuwny (rolkę). Taki układ nie przenosi momentów w podporach, więc moment w podporach jest równy 0, a reakcje wynikają z równań równowagi.
Gdy siła skupiona P działa dokładnie w połowie rozpiętości, układ obciążeń jest symetryczny. Z równowagi: RA+RB=P, a z symetrii RA=RB. Stąd RA=RB=P/2. To szybka kontrola poprawności, zanim przejdziesz do wykresów.
Przy obciążeniu siłą skupioną w środku, moment rośnie liniowo od podpór do środka, a potem maleje. Maksimum wypada w przekroju pod siłą (w środku belki). W podporach moment jest równy zero, bo podpory przegubowe nie przenoszą momentu.
Najpierw wyznacz reakcje: RA=RB=P/2. Potem policz moment w środku, biorąc np. lewą część belki: Mmax=RA·(l/2). Po podstawieniu: Mmax=(P/2)·(l/2)=Pl/4. To klasyczny wzór dla tego schematu.
Dla belki swobodnie podpartej z siłą w środku nie: poprawny wynik to Pl/4. Wartość Pl często pojawia się w innym schemacie (np. belka wspornikowa z obciążeniem na końcu). Na egzaminie kluczowe jest rozpoznanie rodzaju podpór i miejsca przyłożenia siły.
Tak, to bardzo częsty błąd. Siła tnąca ma jednostkę siły (np. kN), a moment ma jednostkę siła×długość (np. kN·m). W tej belce maksymalna siła tnąca ma wartość P/2, ale maksymalny moment to Pl/4.
Użyj dwóch kontroli: symetria (reakcje P/2 i maksimum w środku) oraz jednostki (wynik musi być w P·l). Jeśli w rachunku wyszło np. tylko P lub tylko l, to znak, że pominięto ramię albo pomylono wielkości.
Gdy siła P nie jest w środku, gdy występuje obciążenie równomierne, kilka sił, momenty zewnętrzne lub inny typ podpór (np. utwierdzenie). Wtedy zmieniają się reakcje i przebieg wykresów, a maksimum momentu może wypaść w innym miejscu.
Warto ćwiczyć: wyznaczanie reakcji podporowych, rysowanie wykresów sił tnących i momentów, oraz obliczanie Mmax dla belek swobodnie podpartych i wspornikowych. To przekłada się na dobór przekrojów i kontrolę rozwiązań w dokumentacji robót.
info

Statystycznie 41% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Eksperci podkreślają: "Dla belki swobodnie podpartej z siłą skupioną P w środku rozpiętości l reakcje są równe: RA=RB=P/2."

Źródła:

  • Wikipedia: "Bending moment" (opis momentu zginającego i zależności dla belek) https://en.wikipedia.org/wiki/Bending_moment - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia: "Beam (structure)" (podstawy schematów belek i podpór) https://en.wikipedia.org/wiki/Beam_(structure) - dostęp 2026-02-27
  • Engineering ToolBox: "Bending Moment" (zestawienie podstawowych zależności i definicji) https://www.engineeringtoolbox.com/bending-moment-d_1327.html - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki do mechaniki budowli/statyki dla techników budownictwa (dział: belki swobodnie podparte)
  • Tablice inżynierskie z wykresami momentów i sił tnących dla belek
  • Zestawy zadań z wytrzymałości materiałów: belki z obciążeniem skupionym i równomiernym

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego