Методические указания по изучению содержания

ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

 

Методические указания

по изучению дисциплины и выполнению контрольных заданий для учащихся-заочников средних сельскохозяйственных учебных заведений по специальности 2 – 70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство»

 

 

Автор – преподаватель

УО «Бобруйский государственный аграрно

-экономический колледж» Г. М. Дворецкая

 

Бобруйск - 2005

ВВЕДЕНИЕ

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Назначение предмета «Техническая механика» - дать будущим техникам-строителям основные сведения о законах движения и равновесия материальных тел, о методах расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость, о способах образования различного вида геометрически неизменяемых систем и методах их статического расчета. Указанные методы расчета предусматривают обеспечения сочетания надежности работы с наибольшей экономичностью сооружений.

Базой для изучения предмета "Техническая механика" являются знания, полученные при изучении математики и физики. В свою очередь знания, которые будут приобретены при изучении технической механики, явятся в дальнейшем базой для изучения смежных специальных предметов.

Настоящее пособие содержит программу предмета, перечень учебной литературы, вопросы для самопроверки, контрольные работы с краткими методическими указаниями по их выполнению, примерами решения задач.

В результате изучения программного материала учащиеся

должны знать:

· основные понятия и аксиомы статики;

· плоскую и пространственную системы сил;

· основные виды опор балок;

· классификация нагрузок;

· методику решения задач на равновесие плоской системы сил;

· основные положения сопротивления материалов и геометрическую

· схематизацию элементов конструкций;

· формулы и порядок расчета на прочность сжатых, растянутых стержней и изгибаемых балок;

 

· принципы образования и исследования систем из различно сочлененных элементов;

· классификацию рам, ферм, арок;

· порядок расчета статически неопределимых систем;

должны уметь:

· пользоваться принципом освобождения от связей;

· составлять расчетные силовые схемы конструкций;

· с помощью уравнений равновесия определять опорные реакции балок, рам, ферм, арок;

· определять вид нагружения и внутренние силовые факторы в любом поперечном сечении произвольно нагруженного бруса;

· вести проектные и проверочные расчеты на прочность и жесткость статически определимых брусьев при прямом поперечном изгибе;

· выбирать рациональную форму поперечного сечения балок (в целях экономии материала);

· пользоваться справочной и нормативной литературой;

· анализировать геометрическую структуру сооружений;

· отличать статически определимые системы от статически неопределимых и определять лишние связи;

· рассчитывать статически неопределимые системы с помощью таблиц справочников.

Пособие составлено в соответствии с типовой программой предмета "Техническая механика" для средних специальных учебных заведений по специальности строительного направления, утвержденной Министерством образования Республики Беларусь 10.01.2000г. Материал программы разделен на три раздела:1-ый - теоретическая механика, 2-ой - сопротивление материалов,3-ий - статика сооружений. По первому и второму разделам выполняется по одной контрольной работе (всего по предмету учащийся должен выполнить две контрольные работы).Задачи контрольных работ даны в последовательности тем программы и поэтому должны решаться постепенно по мере изучения материала.

 

 

В зависимости от варианта учащийся должен решить пять задач в первой и cемь задач во второй контрольных работах (номера задач см.в таблице вариантов). Вариант контрольного задания определяется по двум последним цифрам шифра учащегося.Например, учащийся, имеющий шифр100, выполняет вариант 00,имеющий шифр 21 - вариант 21 и т.д.

Если шифр однозначный(1,2,3,...,9),то для получения варианта перед шифром приписывается цифра 0. Например, если шифр учащегося 7, то номер варианта 07.

Основной формой изучения предмета является самостоятельная работа учащихся над учебными пособиями. Умение самостоятельно работать с книгой является основной формой не только подготовки, но и всей деятельности техника-строителя.

Работу над каждой темой рекомендуется вести в такой последовательности. На первом этапе внимательно и вдумчиво прочитать в учебнике содержание всей темы, обратив особое внимание на общий подход к изучаемому вопросу и общие принципы решения разбираемого типа задач. На этом этапе не обязательно запоминать все формулы и выводы. Когда же будет усвоена общая методика, прочитать материал снова, составить краткий конспект с выводом необходимых формул. На этом этапе материал должен быть изучен во всех подробностях. С целью самоконтроля усвоения материала необходимо ответить на вопросы для самопроверки. При затруднении в ответах снова вернуться к учебнику и разобраться в соответствующем материале.

После того как теоретический материал будет усвоен, необходимо разобрать решение типовых задач, помещенных в учебнике и учебных пособиях (в том числе в данном пособии), а также решить некоторое количество задач из задачника. Далее следует перейти к решению соответствующих задач контрольной работы. К каждой серии задач определенного типа дается рисунок, на котором приводятся расчетные схемы и таблица. В таблице указываются номера задач, номер схемы для каждой задачи, исходные данные.

 

Необходимо иметь в виду, что одна и та же схема в ряде случаев используется для нескольких задач данного типа. При этом, если в таблице против того или иного номера задачи не указано значение какой-то величины, то это значит, что для этой задачи данная величина должна быть исключена из заданной схемы.

Для некоторых номеров задач линейные размеры в таблице задаются таким образом, что на полученной к конкретной задаче схеме может не быть того или иного элемента, хотя он имеется на заданной схеме.

При выполнении контрольных работ необходимо соблюдать следующие требования:

1. Контрольные работы выполнять строго в соответствии с вариантом учащегося. В противном случае они не зачитываются и возвращаются для переделки в соответствии с данным требованием.

2. Каждую контрольную работу выполнять в отдельной тетради в клетку.

3. На обложке тетради указывать фамилию, имя, отчество, номер шифра, наименование предмета, номер контрольной работы, дату отправления, точный почтовый адрес учащегося; на последней странице тетради выполненной контрольной работы писать полное наименование и год издания методического пособия из которого взято задание.

4. Все записи выполнять чернилами, четко и аккуратно. Для пометок и замечаний преподавателя соблюдать достаточный интервал между строчками и оставлять на страницах поля шириной примерно 40 мм. Графическую часть выполнять строго в масштабе. Каждую задачу начинать с новой страницы. В конце тетради оставлять несколько чистых страниц для рецензии.

5. Тексты условий задач переписывать обязательно.

6. Решения задачи пояснять аккуратно выполненными схемами (эскизами), подзаголовками (с указанием, что определяется, что рассматривается и т.п.) и ссылками на теоремы, законы, правила, методы, справочные данные и источники, из которых они заимствованы.

Рекомендуется задачи решать в общем виде, а затем, подставляя числовые значения величин, вычислять результат. Перед чистовым оформлением следует тщательно проверить все действия, правильность подстановки величин, соблюдение размерности, правдоподобность полученных результатов. Если возможно, проверить правильность ответа, решив задачу вторично каким-либо иным путем.

Выполненную контрольную работу необходимо своевременно (согласно

учебному графику) выслать в колледж. В зачтенной работе учащийся должен внимательно изучить рецензию и все замечания преподавателя, обратить внимание на допущенные ошибки, доработать материал. Незачтенная работа или выполняется заново, или переделывается частично по указанию преподавателя.

Для допуска к экзамену учащемуся необходимо выполнить все контрольные работы, сделать все необходимые исправления, указанные преподавателем в рецензиях, и защитить упомянутые работы, т.е. в процессе опроса по ним показать хорошую осведомленность и самостоятельность выполнения.

Программой предусмотрено выполнение лабораторных работ по сопротивлению материалов. В зависимости от местных условий эти работы выполняются либо в течение учебного семестра, либо в период лабораторно- экзаменационной сессии.

 

 

 

 

 

 

Примерный тематический план

 

Название разделов и тем	Распределение учебного времени
Всего по программе	Лекции, др. теор. занятия	ЛПЗ	Время, рек. для сам. раб. уч-ся
Введение
Раздел I. Статика.
1.1.Основные понятия и аксиомы статики.
1.2.Плоская система сходящихся сил.
1.3.Пара сил.
1.4.Плоская система произвольно расположенных сил.
1.5.Пространственная система сил.
1.6.Центр тяжести
1.7.Устойчивость равновесия твердого тела.
Раздел II. Сопротивление материалов
2.1.Основные положения.
2.2.Растяжение и сжатие.
2.3.Расчеты на срез и смятие.
2.4.Геометрические характеристики плоских сечений
2.5.Изгиб прямого бруса
2.6.Косой изгиб и внецентренное сжатие (растяжение).
2.7.устойчивость центрально-сжатых стержней.
2.8.Кручение брусьев круглого сечения.
2.9.Понятие о действии динамических и повторно-переменных нагрузок.
Раздел III. Статика сооружений.
3.1.Основные понятия.
3.2.Исследование геометрической структуры плоских систем сооружений.
3.3.Статически определимые плоские формы.
3.5.Многопролетные статически определимые (шарнирные) балки.
3.6.Статически определимые плоские рамы.
3.7.Трехшарнирные арки.
3.8.Определение переменной в статически определимых плоских системах.
3.9.Основы расчета статически неопределимых систем методом сил.
ИТОГО

ЛИТЕРАТУРА

 

Основная

1. Мовнин М.С., Израелит А.Б., Рубашкин А.Г. Основы технической механики.-Л.: 1982.

2. Мухин Н.В., Першин А.Н., Шишман Б.А. Статика сооружений.-М.: 1989

3. Никитин Е.М. Теоретическая механика для техникумов.-М.: 1988.

4. ПортаевЛ.П., Петраков А.А., Портаев В.Л. Техническая механика.-М.:1987.

5. Соколовская В.П., Сергеева Н.Е., Дреер Е.Ю. Техническая механика. Лабораторный практикум.- Мн.: 2000.

6. Эрдеди А.А., Аникин И.В., Медведев Ю.А. Техническая механика.-М.: 1980.

Дополнительная

7.Сетков В.И. Сборник задач для расчетно-графических работ по технической механике.- М.: 1982.

8.Соколовская В.П. Техническая механика. Сборник заданий. -Мн.: 2000.

9.Улитин Н.С., Першин А.Н., Лауенбург Л.В. Сборник задач по технической механике. -М.: 1978.

10.Чернилевский Д.В., Лаврова Е.В., Романов В.А. Техническая механика.-М.: 1982.

11. Комплекс инструкционно-технологических карт для проведения практических работ по технической механике.

 

 

ТЕМ И РАЗДЕЛОВ

 

Содержание предмета "Техническая механика". История развития механики. Роль и значение механики в строительстве и других отраслях техники. Механическое движение. Равновесие.

Литература: 3.с.9-15; 4.с.4-5; 6.с.5-6

 

Методические рекомендации

 

Приступая к изучению технической механики, необходимо ознакомиться с кратким историческим обзором развития механики и уяснить ее место в строительном производств

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1.Что изучает техническая механика? 2. Что такое материя? Что такое движение вообще, какие факторы движения вы знаете, что такое механическое движение? 3. Что понимается под равновесием? 4. Что изучается в теоретической механике и ее разделах: статике, кинематике, динамике?

 

РАЗДЕЛ 1. СТАТИКА

Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики.

 

Абсолютно твердое тело. Материальная точка. Система материальных точек. Свободное и несвободное тело. Сила как вектор; единица силы в Международной системе единиц (СИ). Графическое изображение силы. Модуль, направление и точка приложения силы.

Система сил. Эквивалентные системы сил. Равнодействующая и уравновешивающая силы. силы внешние и внутренние.

Первая аксиома статики (закон инерции). Вторая аксиома (условие равновесия двух сил).Третья аксиома(принцип присоединения и отбрасывания уравновешенной системы сил). Следствие со второй и третьей аксиом - перенесение силы вдоль линии ее действия. Четвертая аксиома (правило параллелограмма сил); правило треугольника сил. Пятая аксиома(закон равенства действия и противодействия). Шестая аксиома(принцип отвердения).

Связи. Реакции связей. Принцип освобождаемости от связей. Идеальные связи и правила определения направления их реакций.

Литература: 1.с.5-12; 3.с.25-36; 4.с.6-20; 6.с.7-19

 

Методические указания

 

Изучение данной темы следует начинать с основных понятий статики:

абсолютно твердое тело, материальная точка, свободное и несвободное тело. Особое внимание следует уделить понятию силы. Сила - величина векторная, и ее действие на тело определяется тремя элементами точкой приложения, направлением, численным значением. За единицу силы в Международной системе единиц (СИ) принимается сила, называемая ньютоном (Н).Необходимо также изучить и понять смысл аксиом статики, так как они являются основными положениями, из которых выводятся условия равновесия тел.Очень важно усвоить вопрос о связях и их реакциях, потому что при решении большинства задач механики приходится иметь дело с несвободными телами, т.е. с телами на которые наложены связи, ограничивающие свободу перемещения тел.При решении задач на равновесие несвободных тел пользуются принципом освобождаемости от связей: всякое несвободное тело можно рассматривать как свободное, если отбросить все связи, заменив их реакциями. При этом следует помнить, что направление реакции связи противоположно направлению перемещения, уничтожаемого данной связью.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1. Какое тело называется абсолютно твердым? 2. Что называется материальной точкой? 3. Что такое сила и какова ее размерность? Какими тремя факторами определяется сила, действующая на твердое тело? 4.Что называется системой сил? 5. Какие две системы сил называются эквивалентными? 6. Какая сила называется равнодействующей данной системы сил? 7. Чем отличается равнодействующая данной системы сил от силы уравновешивающей эту систему? 8. Что такое аксиомы статики, как они формулируются? 9. Какое тело называется несвободным? 10.Что называется реакцией связи, как направлены реакции наиболее распространенных типов связей?

Методические указания

 

При работе над темой следует усвоить понятие силового многоугольника, его назначение и последовательность построения. Усвоить геометрическое и аналитическое условия, при которых плоская система сходящихся сил находится в равновесии. Уделить особое внимание проецированию сил на оси координат, четко представлять, чему равны проекции силы на ось, если: сила расположена под углом к оси; сила перпендикулярна оси; сила параллельна оси либо лежит на оси. При этом строго соблюдать правило знаков. При решении задач графическим и геометрическим методами следует помнить, что силовой многоугольник должен быть замкнутым, а при использовании аналитического метода следует уделить внимание рациональному выбору осей координат.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1. Какие силы называются сходящимися? 2.По какой формуле определяется величина равнодействующей двух сходящихся сил? 3.Как геометрически определяется равнодействующая системы сходящихся сил, влияет ли порядок сложения сил на величину и направление равнодействующей? 4.В чем состоит геометрическое условие равновесия системы сходящихся сил? 5.Сформулируйте теорему о равновесии трех непараллельных сил. 6.Что называется проекцией силы на ось, как определяется знак проекции? 7.Когда проекция силы на ось равна нулю? Чему равна проекция силы на ось, если сила параллельна оси или лежит на оси? Знак проекции? 8.Как формулируются аналитические условия равновесия системы сходящихся сил? 9.Что называется фермой? В чем заключается сущность определения сил в стержнях ферм методом вырезания узлов?

Практическая работа N 1

 

Определение усилий в стержнях кронштейна аналитическим методом и выполнение проверки правильности определения геометрическим методом.

Работа выполняется самостоятельно. Ознакомьтесь с содержанием и методикой проведения этой работы в Л. 11, инструкционно-технологическая карта № 1.

В рабочей тетради сделайте краткое описание последовательности ее выполнения.

Тема 1.3. Пара сил.

 

Пара сил. Вращающее действие пары сил на тело. Момент пары, знак момента. Момент пары как вектор. Эквивалентность пар. Сложение пар. Условие равновесия плоской системы пар.

Литература: 1,с.21-27; 3,с.67-70, 72-78; 4,с.25-32;6,с.28-33.

 

Методические указания

 

При работе над темой следует усвоить понятия: пара сил, момент пары, плечо пары. Изучить правило знаков при определении момента пары, единицы измерения момента пары. Усвоить основные свойства пары сил, а также условие, при котором тело, находящееся под действием плоской системы пар сил, находится в равновесии.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1.Что называется парой сил? 2.Какое движение совершает свободное твердое тело под действием пары сил? 3.Что называется моментом пары и как определяется знак момента? Какова размерность момента? 4.Каким образом можно уравновесить действие на тело пары сил? 5.Какие пары сил называются эквивалентными? 6.Какими свойствами обладают пары? 7.В чем состоит условие равновесия пар, лежащих в одной плоскости?

Методические указания

 

При работе над темой следует усвоить понятия: момент силы относительно точки, плечо. Знать правило знаков моментов сил относительно точки, единицы измерения. Обратить внимание на теорему о параллельном переносе сил и на ее основе ознакомиться с приведением плоской системы произвольно расположенных к данному центру. Усвоить понятия главного вектора и главного момента. Изучить условия, при которых плоская система произвольно расположенных и плоская система параллельных находятся в равновесии. Следует изучить виды опор балочных систем, их изображение в расчетных схемах, направление их реакций. Изучить последовательность решения задач на равновесие плоской системы произвольно расположенных и параллельных, при этом следует выбрать наиболее удобную форму равновесия.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1.Что называется моментом силы относительно данной точки? 2.Как выбирается знак момента? 3.Что такое плечо силы? 4.Изменится ли момент силы относительно данной точки при переносе силы по линии ее действия? 5. В каком случае момент силы относительно точки равен нулю? 6. Что значит привести силу к данному центру? 7.Что называется главным вектором и главным моментом плоской системы сил и как они определяются? 9.Чем отличается главный вектор от равнодействующей данной системы? 10. Изменяется ли главный момент и главный вектор при перенесении центра приведения? 11.В каких случаях плоская система сил приводится к одной силе или к одной паре? 12. В чем состоит теорема Вариньона? 13.Сформулируйте условия равновесия плоской системы произвольно расположенных сил, напишите уравнения равновесия для такой системы сил (три вида). 14.Как с помощью теоремы Вариньона найти точку, через которую проходит линия действия равнодействующей плоской системы параллельных сил? 15.Напишите уравнения равновесия для плоской системы параллельных сил (два вида). 16. Что такое веревочный многоугольник? Каков принцип его построения? 17. Как с помощью силового и веревочного многоугольника определяются значение, направление и положение равнодействующей плоской системы сил. 18.Каковы графические условия равновесия сил, расположенных как угодно на плоскости? 19.Как определяют опорные реакции с помощью силового и веревочного многоугольников?

Практическая работа N 2

 

Определение опорных реакций балок на двух опорах и балок с защемлением при различных видах нагружения. Проверка правильности их определения.

Работа выполняется в учебном заведении под руководством преподавателя в период лабораторно-экзаменационной сессии.

Практическая работа N 3

 

Определение опорных реакций рам при различных видах нагружения. Проверка правильности их определения.

Работа выполняется самостоятельно. Ознакомьтесь с содержанием и методикой проведения этой работы в Л. 11, инструкционно-технологическая карта № 3.

В рабочей тетради сделайте краткое описание последовательности ее выполнения.

Методические указания

 

При изучении данной темы следует ознакомиться с проецированием силы на ось, когда ось и сила лежат в разных плоскостях, знать правило параллелепипеда. Усвоить понятия момента силы относительно оси, знать правило знаков момента, а также случаи, при которых момент силы относительно оси равен нулю. Усвоить условия равновесия пространственной системы произвольно расположенных, сходящихся и параллельных сил.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1.Какая система сил называется пространственной? 2.Что называется пространственной системой сходящихся сил? 3.Сформулируйте правило параллелепипеда? 4.Как определяют проекции пространственной силы на координатные оси и плоскости? 5.В чем состоят графическое и аналитическое условия равновесия пространственной системы сходящихся сил? 6.Что называется моментом силы относительно данной оси? Как выбирается знак момента? В каких случаях момент силы относительно оси равен нулю? 7.Напишите уравнение равновесия системы сил, произвольно расположенных в пространстве и объясните их смысл. 8. Напишите уравнения равновесия пространственной системы параллельных сил и объясните их смысл.

 

Тема 1.6. Центр тяжести.

 

Центр параллельных сил, его свойства. Формулы для определения координат центра параллельных сил.

Сила тяжести. Центр тяжести тела как центр параллельных сил. Координаты центра тяжести тонкой однородной пластинки. Статический момент площади плоской фигуры относительно оси - определение, единица измерения, способ нахождения, условие равенства нулю. Формулы для определения координат центра тяжести сложных фигур, составленных из линий, площадей и объемов с помощью их статических моментов.

Положение центра тяжести фигур, имеющих ось и плоскость симметрии. Положение центров тяжести простых геометрических фигур: прямоугольника, треугольника, трапеции, полукруга, параболического треугольника.

Определение координат центра тяжести сложных сечений, представляющих собой совокупность простых геометрических фигур, и сечений, составленных из стандартных профилей проката.

Литература: 1,с.42-49; 3,с.138-153; 4,с.61-72; 6,с.61-69.

 

Методические указания

 

Изучая данную тему, следует усвоить понятия: центр параллельных сил, центр тяжести, сила тяжести. Усвоить методы нахождения центров тяжести сложных сечений: метод симметрии, метод разбиения, метод отрицательных масс.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1.Дайте определение центра параллельных сил и укажите его свойство: напишите формулы для определения координат центра параллельных сил. 2.Что называется центром тяжести тела? 3.Напишите формулы для определения коор-

динат центров тяжести однородного тела и тонкой однородной пластинки. 4. Что называется статическим моментом площади плоской фигуры? Какова его единица измерения? В каком случае он равен нулю? 5. Как определяется положение центра тяжести плоской фигуры сложной формы? 6.Как определяется центр тяжести сечения, составленных из стандартных профилей проката?

 

Практическая работа N 4

 

Определение центров тяжести плоских сечений, составленных из стандартных профилей проката и сложных сечений из простейших геометрических фигур.

Работа выполняется самостоятельно. Ознакомьтесь с содержанием и методикой проведения этой работы в Л. 11, инструкционно-технологическая карта № 4.

В рабочей тетради сделайте краткое описание последовательности ее выполнения.

Методические указания

 

При работе над темой следует усвоить понятие: устойчивое, неустойчивое, безразличное равновесие твердого тела. Усвоить условия равновесия тел, имеющих точку опоры, горизонтальную ось вращения либо опорную плоскость. При этом следует уделить внимание понятиям: опрокидывающий момент, удерживающий момент, коэффициент устойчивости.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1.Какое равновесие твердого тела называется устойчивым, неустойчивым и безразличным? 2.При каком условии равновесие твердого тела, имеющего точку опоры или ось вращения, устойчивое, при каком- неустойчивое и при каком - безразличное? Приведите примеры. 3.Сформулируйте условия равновесия для тела, опирающегося на плоскость. 4.Что такое коэффициент устойчивости тела, имеющего плоскость опоры? Каким он должен быть - больше или меньше единицы?

Методические указания

 

Введение в курс сопротивления материалов представляет собой одну их важнейших тем предмета, успешное изучение которой обеспечивает не только понимание целей и задач, но и совершенно необходимо для усвоения всего дальнейшего материала. Особое внимание при изучении данной темы следует уделить методу сечений, которые служат для определения внутренних силовых факторов, возникающих в элементах конструкций под действие внешних сил. Необходимо также усвоить понятие напряжения, единицы измерения напряжений.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1.Каковы основные задачи науки о сопротивлении материалов?. 2.Что называется прочностью, жесткостью и устойчивостью элемента конструкции? 3. Какие деформации называют упругими и какие пластическими (остаточными)? 4. Что называется упругостью твердого тела? 5. Как классифицируются нагрузки, действующие на сооружения? 6. Сформулируйте основные гипотезы и допущения, принимаемые в сопротивлении материалов. 7. Что такое брус, пластинка (оболочка) и массивное тело? 8. В чем сущность метода сечений? 9. Охарактеризуйте внутренние силовые факторы (внутренние силы и моменты, которые могут возникнуть в поперечном сечении бруса). 10. Что называется напряжением в данной точке сечения? Какова его единица? 11. Что такое нормальное и касательное напряжения? Как они действуют в рассматриваемых сечениях твердого тела? 12. В чем состоит задача расчета на прочность? на жесткость? на устойчивость?

Методические указания

 

При работе над темой следует усвоить понятия: продольная сила, нормальное напряжение, модуль упругости, жесткость сечения, коэффициент Пуассона, предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести, предел прочности, допускаемое напряжение, коэффициент запаса прочности, предельное состояние конструкций, нормативные и расчетные сопротивления, нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты надежности по нагрузке, по материалу, по назначению, по условию работы. Ознакомиться с методом расчета по по допускаемым напряжениям, четко усвоить метод расчета по предельным состояниям, который является в настоящее время основным методом расчете строительных конструкций.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1. Какой вид нагружения бруса называется растяжением и какой сжатием? 2. Что такое продольная и поперечная деформация бруса при растяжении (сжатии) и какова зависимость между ними? 3. Что называется продольной силой в сечении бруса? 4. Что такое эпюры продольных сил и нормальных напряжений? Как они строятся? 5. Как записывается и как формулируется закон Гука при растяжении (сжатии)? 6. Что такое модуль продольной упругости материала? Как он определяется? В каких единицах выражается? 7. Что называется жесткостью сечения бруса при растяжении (сжатии)? 8. Можно ли увеличить жесткость бруса данного поперечного сечения, применив марку стали с повышенными прочностными характеристиками? 9. Какой вид имеет диаграмма растяжения образца малоуглеродистой стали? 10. Что называется пределами: пропорциональности, упругости, текучести, прочности? Объясните физический смысл предела текучести. 11. Что такое условный предел текучести? для каких материалов он определяется и почему? 12. В чем различие между условной и истинной диаграммой растяжения материалов? 13. Какими показателями характеризуется степень пластичности материала? Как они определяются? 14. В чем сущность закона разгрузки и повторного нагружения? Что называется наклепом? 15. Чем отличается диаграмма растяжения пластичной стали от диаграммы растяжения хрупкой стали? 16. По какой механической характеристике материала можно судить о его способности сопротивляться действию ударных нагрузок? 17. Что такое удельная потенциальная энергия деформации? 18. Что называется допускаемым напряжением материала? Каково его значение в вопросе прочности материала? Как оно выбирается для пластичных и хрупких материалов? 19. Почему допускаемое напряжение должно быть ниже предела пропорциональности данного материала? 20. Что называется коэффициентом запаса прочности? 21. Какие факторы влияют на выбор допускаемого напряжения и коэффициента запаса прочности? 22. Напишите расчетное уравнение прочности на растяжение и сжатие по допускаемому напряжению. Объясните его смысл. 23. Напишите расчетное уравнение прочности на растяжение и сжатие по предельному состоянию. 24. Какие коэффициенты применяют при расчете по предельным состояниям и что они учитывают? 25. Что называется нормативным сопротивлением материала и что расчетным сопротивлением? 26. В чем сущность метода расчета по предельным состояниям? 27. Охарактеризуйте две группы предельных состояний строительных конструкций. 28. Напишите расчетную формулу проверки несущей способности конструкции при растяжении, сжатии. 29. Что называется опасным сечением бруса? Напишите формулы, по которым: а) проверяется действительной напряжение в сечении бруса; б) подбирается площадь поперечного сечения; в) определяется допускаемая нагрузка при заданном сечении бруса. 30. Напишите расчетное уравнение прочности бруса при растяжении и сжатии с учетом его собственной силы тяжести. 31. Что называется брусом равного сопротивления? 32. Какие задачи на растяжение и сжатие называются статически неопределимыми? В чем состоит сущность их решения? 33. Что называется концентрацией напряжений в сечении бруса? Какие меры принимают для уменьшения концентрации напряжений? Почему концентрация напряжений менее опасна для пластичных материалов, чем для хрупких? Почему концентрация напряжений не опасна для чугуна? 34. Что такое коэффициент концентрация напряжений? От чего он зависит?

Лабораторная работа N 1

 

Испытание на растяжение образца из низко углеродистой стали с целью определения пределов пропорциональности, текучести, прочности, а также относительного остаточного удлинения и относительного остаточного поперечного сужения при разрыве.

Работа выполняется в лаборатории учебного заведения под руководством преподавателя.

Лабораторная работа N 2

 

Испытание образцов из различных материалов на сжатие с определением предела текучести для пластичных материалов и предела прочности для хрупких материалов.

Работа выполняется в лаборатории учебного заведения под руководством преподавателя.

Практическая работа N 5

 

Построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений для ступенчатого бруса, определение перемещения свободного конца бруса.

Работа выполняется самостоятельно. Ознакомьтесь с содержанием и методикой проведения этой работы в Л. 11, инструкционно-технологическая карта № 5.

В рабочей тетради сделайте краткое описание последовательности ее выполнения.

Практическая работа N 6

 

Расчет на прочности при центральном растяжении (сжатии). Подбор сечения ступенчатого бруса.

Работа выполняется самостоятельно. Ознакомьтесь с содержанием и методикой проведения этой работы в Л. 11, инструкционно-технологическая карта № 6.

В рабочей тетради сделайте краткое описание последовательности ее выполнения.

Методические указания

При изучении данной темы необходимо усвоить понятия: чистый сдвиг, модуль сдвига, относительный сдвиг или угол сдвига. Изучить в каких элементах конструкций могут возникнуть деформации сдвига и смятия, усвоить методику расчета на срез и смятие по предельному состоянию.

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Как происходят срез и смятие? 2. Как рассчитывают односрезные и двухсрезные заклепочные соединения? 3. Из каких условий определяются количества заклепок, толщина и ширина фасонного листа и другие размеры заклепочного соединения? 4. Назовите основные типы сварных соединений. Как рассчитывают каждый из них? 5. Как определяется длина фланговых сварных швов? 6. почему при расчете прочности сварного шва его толщина умножается на коэффициент 0,7? 7. Как проверить несущую способность заклепочного соединения? сварного соединения?

 

Лабораторная работа N 3

 

Испытание стального образца на срез и дерева на скалывание.

Работа выполняется в лаборатории учебного заведения под руководством преподавателя.

Методические указания