Екзаменаційних питань з дисципліни «Основи теорії споруд»

Перелік

Екзаменаційних питань з дисципліни «Основи теорії споруд»

для студентів 3-го курсу архітектурного факультету денної форми навчання

1. Місце будівельної механіки серед інженерних наук. Основні гіпотези в будівельній механіці.

2. Розрахункові схеми споруд, їх класифікація.

3. Кінематичний аналіз споруд. Ціль та етапи його виконання.

4. Визначення ступеня геометричної змінюваності плоских систем. Формула Чебишева.

5. Способи утворення геометрично незмінюваних плоских систем.

6. Ознаки геометричної змінюваності плоских систем. Миттєва змінюваність плоских систем.

7. Графічне визначення рівнодійної для плоскої системи сил.

8. Силовий та мотузковий багатокутники.

9. Умови рівноваги плоскої збіжної системи сил.

10. Умови рівноваги плоскої довільної системи сил.

11. Тришарнірні арки. Способи утворення. Переваги та недоліки в порівнянні з іншими розрахунковими моделями.

12. В’язі. Кінематична та статична характеристика в’язей. Визначення реакцій у в’язях при зовнішньому силовому навантаженні.

13. Назвати та обґрунтувати ознаки нульових стержнів плоских ферм.

14. Графічних спосіб визначення внутрішніх зусиль в стержнях плоских статично визначуваних ферм.

15. Аналітичні способи визначення зусиль в стержнях статично визначуваних ферм.

16. Статично визначувані рами. Класифікація. Послідовність визначення сил у будь-якому поперечному перерізі.

17. Графічна умова рівноваги тіла під дією довільної системи сил на площині. Графічний спосіб обчислення реакцій опор. Навести приклад.

18. Способи утворення геометрично незмінюваних плоских рам.

19. Балки. Класифікація та послідовність розв’язування.

20. Перевірка геометричної незмінюваності плоских систем.

21. Ступінь статичної невизначуваності систем.

22. Метод сил. Основна система методу. Канонічні рівняння.

23. Статичний розрахунок рам. Зовнішня та внутрішня задачі.

24. Алгоритм побудови епюр дійсних зусиль в рамах методом сил.

25. Побудова і перевірка епюр внутрішніх зусиль в статично визначуваних рамах.

26. Методи графостатики. Переваги та недоліки графічних методів у порівнянні з аналітичними.

27. Побудова епюр внутрішніх зусиль в статично невизначуваних плоских рамах.

28. Метод сил. Алгоритм розв’язування плоских рам методом сил.

29. Метод сил. Вибір основної системи. Фізична суть канонічних рівнянь. Послідовність розв’язування рам методом сил.

30. Побудова одиничних станів для визначення переміщень в пружних стержневих системах.

31. Обчислення інтегралу Мора. Правило Верещагіна. Формула Сімпсона-Корноухова.

Місце будівельної механіки серед інженерних наук. Основні гіпотези в будівельній механіці.

- Будівельна механіка – це дисципліна, яка вивчає основні методи розрахунку буд. конструкцій під дією довільного силового навантаження на міцність, жорсткість, стійкість.

Задачі дисципліни:

А) дослідження раціональних форм утворення розрахункових схем;

Б) обчислення величин напруженого деформованого стану (напружень та зусиль) в довільних перерізах стержневої конструкції;

В) обчислення та аналіз пружних деформацій стержневих систем.

Г) розрахунок конструкцій на стійкість.

Основні гіпотези:

А) Матеріал є однорідним і ізотропним;

Б) Тіло є абсолютно пружним;

В) Тіло є лінійно деформованим;

Г) Гіпотеза малих деформацій;

Д) Гіпотеза плоских перерізів;

Е) Гіпотеза ненапруженого стану.

Розрахункові схеми споруд, їх класифікація.

- Розрахункова схема – це спрощене ідеалізоване представлення конструкцій з урахуванням певних припущень. При цьому:

А)стержні споруди показують їх осями;

Б)ідеалізують опорні та вузлові з’єднання (або ідеальний шарнір або абсолютно жорсткий вузол);

В)виключають непрацюючі стержні, тобто ті, які не навантажені і не потрібні для забезпечення стійкості споруди;

Г)ідеалізують навантаження на споруду;

Д)перевіряють геометричну незмінність системи (переміщення можливі тільки в результаті деформацій).

 

Кінематичний аналіз споруд. Ціль та етапи його виконання

- Кінематичний аналіз – це кількісний та якісний етапи дослідження здатності будівлі (споруди) зберігати свою початкову форму.

Послідовність виконання кінематичного аналізу:

Виконання кінематичного аналізу розрахункової схеми споруди можна поділити на три етапи.

• Кількісний етап. Кількісний етап кінематичного аналізу полягає у визначені ступеня геометричної змінюваності системи (кількості незалежних параметрів) що визначають положення тіла на площині) за формулою Чебишева:

Г=3Д+2В-3П-2Ш-С-З, де

Г – ступінь геометричної змінюваності системи на площині.

Д – кількість простих дисків

В – кількість вузлів

Ш – кількість простих шарнірів

С – кількість простих кінематичних в’язей;

З – число (ступінь вільності тіла на площині)

Якщо результат Г > 0, система геометрично змінювана.

Якщо Г = 0, система статично визначена

Г < 0, система статично невизначена

У двох останніх випадках треба перейти до виконання якісного етапу.

• Якісний (структурний) етап полягає у визначенні послідовних способів утворення геометрично незмінюваних систем. З’єднання дисків повинно здійснюватися з використанням простих існуючих способів з’єднання дисків. Якісний етап кінематичного аналізу дає змогу визначити послідовність статичності розв’язку стержневих систем.

• Остаточний висновок про геометричну незмінюваність, геометричну або миттєву змінюваність розрахункової схеми споруди. Якщо доведено правильне приєднання всіх елементів системи, вся розрахункова схема може вважатись геометрично незмінюваною. Якщо виявляється, що для з’єднання одних елементів використані зайві пристрої, а для інших їх бракує, всю розрахункову схему вважають геометрично змінюваною. Якщо ж хоча б одне з’єднання виконується за винятком з якогось способу, що відповідає миттєвій змінюваності фрагмента, розрахункова схема вважається миттєво змінюваною. Таким чином, для геометричної незмінюваності плоскої розрахункової схеми споруди необхідне додержання двох умов: необхідна умова Г ≤ 0; достатня умова − правильність утворення системи.

Визначення ступеня геометричної змінюваності плоских систем. Формула Чебишева.

- Кількісний етап. Кількісний етап кінематичного аналізу полягає у визначенні ступеню геометричної змінюваності системи (кількості незалежних параметрів, що визначають положення тіла на площині) за формулою Чебишева:

Г=3Д+2В-3П-2Ш-С-3;

Г – ступінь геометричної змінюваності системи на площині;

Д – кількість простих дисків;

В – кількість вузлів;

Ш – кількість простих шарнірів;

С – кількість простих кінематичних в’язей;

3 – число (ступінь вільності тіла на площині

Якщо результат Г > 0, система геометрично змінювана

Г = 0, система статично визначена,

Г < 0, система статично невизначена.

Умови рівноваги плоскої збіжної системи сил.

1. Механічна умова рівноваги:

Абсолютно тверде вільне тіло знаходиться в стані рівноваги т.і т.т. коли вектор рівнодійної сили = 0.

2. Абсолютно тверде вільне тіло знаходиться в стані рівноваги т.і т.т. коли сума проекцій всіх сил на осі ху = 0.

3. Абсолютно тверде вільне тіло знаходиться в стані рівноваги т.і т.т. коли силовий многокутник замкнутий.

 

Умови рівноваги плоскої довільної системи сил.

1. Механічна умова.

Абсолютно тверде вільне тіло знаходиться в стані рівноваги т.і т.т. коли вектор рівнодійної сили = 0; головний момент = 0;

2. Аналітична умова

Абсолютно тверде вільне тіло знаходиться в стані рівноваги т.і т.т. коли сума проекцій всіх сил на осі ху = 0;

Сума всіх моментів довільної точки = 0.

3. Геометрична умова рівноваги

Абсолютно тверде вільне тіло знаходиться в стані рівноваги т.і т.т. коли силовий та мотузковий многокутник замкнутий.

 

Спосіб утворення геометрично незмінюваних плоских рам.

- 1. Балочні (Полонсо, Шухова)

2. Консольні (Припайка, Шухова)

3. Аркові (шарнірний трикутник)

Перевірка геометричної незмінюваності плоских систем.

- Кількісний етап: Якісний етап: Обчислення ступеня геометричної незмінюваності за формулою Чебишева: Г > 0, система геометрично змінювана

Г ≤ 0, система геометрично невизначена.

Г=3Д+2В-3П-2Ш-С-3;

Метод сил.

- Характерно для статично невизначуваних задач. Є ступінь статично невизначуваність (n).

Обчислення коефіцієнт виконується з використанням інтегралу Максвелла-Мора

1. Кінематичний аналіз. Визначення ступеня статичної невизначуванності за формулою. n=3К – Ш

1.1. Основні системи та недоліки сил.

1.2. Якісний етап кінематичного аналізу.

2. Обчислити реакції опор в О.С.М.С. Загальна статична перевірка рівноваги О.С.М.С.

2.1. Обчислити реакції опор від дії основного невідомого Х1=1. Загальна статична перевірка рівноваги

2.2. Обчислити реакції опор від дії основного невідомого Х2=1. Загальна статична перевірка рівноваги

2.3. Обчислити реакції опор від дії зовнішнього навантаження.

3. Обчислення внутрішніх зусиль в характерних перерізах О.С.М.С.

3.1. Обчислення внутрішніх зусиль від дії основного невідомого Х1=1.

3.2. Обчислення внутрішніх зусиль від дії основного невідомого Х2=1.

3.3 Обчислення внутрішніх зусиль від дії зовнішнього навантаження.

4. Побудова епюр внутрішніх зусиль в О.С.М.С.

4.1. Побудова епюр внутрішніх зусиль від дії основного невідомого Х1=1.

4.2 Побудова епюр внутрішніх зусиль від дії основного невідомого Х2=1.

4.3 Побудова епюр внутрішніх зусиль від дії зовнішнього навантаження.

5. Складаємо систему канонічних рівнянь, та обчислення коефіцієнтів.

6. Перевірка коефіцієнтів системи канонічних рівнянь.

7. Побудова порціальних епюр.

8. Побудова дійсних епюр внутрішніх зусиль.

9. Перевірка побудови дійсності епюр внутрішніх зусиль.

9.1. Кінематична перевірка

9.2. Перевірка з умови рівноваги вузлів.

9.3. Перевірка за диференційною залежністю.

10. Обчислення реакцій опор та загальна статична перевірка.

Перелік

екзаменаційних питань з дисципліни «Основи теорії споруд»

для студентів 3-го курсу архітектурного факультету денної форми навчання

1. Місце будівельної механіки серед інженерних наук. Основні гіпотези в будівельній механіці.

2. Розрахункові схеми споруд, їх класифікація.

3. Кінематичний аналіз споруд. Ціль та етапи його виконання.

4. Визначення ступеня геометричної змінюваності плоских систем. Формула Чебишева.

5. Способи утворення геометрично незмінюваних плоских систем.

6. Ознаки геометричної змінюваності плоских систем. Миттєва змінюваність плоских систем.

7. Графічне визначення рівнодійної для плоскої системи сил.

8. Силовий та мотузковий багатокутники.

9. Умови рівноваги плоскої збіжної системи сил.

10. Умови рівноваги плоскої довільної системи сил.

11. Тришарнірні арки. Способи утворення. Переваги та недоліки в порівнянні з іншими розрахунковими моделями.

12. В’язі. Кінематична та статична характеристика в’язей. Визначення реакцій у в’язях при зовнішньому силовому навантаженні.

13. Назвати та обґрунтувати ознаки нульових стержнів плоских ферм.

14. Графічних спосіб визначення внутрішніх зусиль в стержнях плоских статично визначуваних ферм.

15. Аналітичні способи визначення зусиль в стержнях статично визначуваних ферм.

16. Статично визначувані рами. Класифікація. Послідовність визначення сил у будь-якому поперечному перерізі.

17. Графічна умова рівноваги тіла під дією довільної системи сил на площині. Графічний спосіб обчислення реакцій опор. Навести приклад.

18. Способи утворення геометрично незмінюваних плоских рам.

19. Балки. Класифікація та послідовність розв’язування.

20. Перевірка геометричної незмінюваності плоских систем.

21. Ступінь статичної невизначуваності систем.

22. Метод сил. Основна система методу. Канонічні рівняння.

23. Статичний розрахунок рам. Зовнішня та внутрішня задачі.

24. Алгоритм побудови епюр дійсних зусиль в рамах методом сил.

25. Побудова і перевірка епюр внутрішніх зусиль в статично визначуваних рамах.

26. Методи графостатики. Переваги та недоліки графічних методів у порівнянні з аналітичними.

27. Побудова епюр внутрішніх зусиль в статично невизначуваних плоских рамах.

28. Метод сил. Алгоритм розв’язування плоских рам методом сил.

29. Метод сил. Вибір основної системи. Фізична суть канонічних рівнянь. Послідовність розв’язування рам методом сил.

30. Побудова одиничних станів для визначення переміщень в пружних стержневих системах.

31. Обчислення інтегралу Мора. Правило Верещагіна. Формула Сімпсона-Корноухова.