Тема 2.9 Понятие о действии динамических и повторно-переменных нагрузок

При изучении темы следует обратить внимание на динамические задачи сопротивления материалов, на понятия «усталость», «прочность материалов при переменных напряжениях».

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие нагрузки называются динамическими?

2. Приведите примеры динамического действия нагрузки.

3. Какое существует правило при расчете элементов конструкций, подверженных динамическим нагрузкам?

4. Как выражается динамическое напряжение через статическое?

5. Что называется динамическим коэффициентом?

6. Какое явление называется ударом и результатом чего оно является?

7. Какие допущения приняты при расчете элементов конструкций на ударную нагрузку?

8. Что называется повторно-переменной или циклической нагрузкой?

9. Приведите примеры элементов конструкций, испытывающих циклические нагрузки.

10. Что называется усталостью материала?

11. Что называется циклом напряжений?

12. Что такое симметричный, отнулевой и ассиметричный циклы? Приведите примеры.

13. Что называется коэффициентом асимметрии цикла?

14. Что называется пределом выносливости? От каких факторов он зависит?

 

Раздел 3. СТАТИКА СООРУЖЕНИЙ

Тема 3.1 Основные положения

При изучении темы основное внимание следует обратить на связь раздела «Статики сооружений» с теоретической механикой и сопротивлением материалов, а так­же на классификацию сооружений и их расчетные схемы.

Вопросы для самоконтроля:

1. Каковы задачи статики сооружений?

2. Что такое расчетная схема сооружения? От чего зависит ее выбор?

3. Как классифицируются сооружения? Каковы основные особенности расчетных схем каждого вида сооружений?

4. Как классифицируются опоры? Какие опорные реакции могут возникнуть в каждом их типе?

5. Какие существуют виды нагрузок?

6. Как определяются расчетные нагрузки?

7. Укажите роль отечественных ученых в развитии строительной механики.

Тема 3.2 Исследование геометрической неизменяемости плоских стержневых систем

При изучении темы уясните, что системы могут быть геометрически неизменяе­мыми и мгновенно изменяемыми, но в строительной практике применяют только геометрически неизменяемые системы. Необходимо знать и уметь применять прави­ла образования геометрически неизменяемых систем, производить анализ геометри­ческой структуры (кинематический анализ).

Необходимое условие геометрической неизменяемости требует, чтобы степень сво­боды рассматриваемой системы была равна нулю, т.е. чтобы

W = ЗД - 2Ш - С₀ = 0,

где Д — число дисков;

Ш — число простых шарниров;

С₀ — количество опорных связей.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие системы называются геометрически неизменяемыми и мгновенно изменяемыми?

2. Каковы основные признаки геометрически неизменяемых систем?

3. Как выявляется геометрическая неизменяемость систем?

4. Каковы признаки мгновенной изменяемости систем?

5. Приведите примеры геометрически неизменяемой, изменяемой и мгновенно изменяемой систем. Произведите анализ их геометрической структуры.

6. Можно ли применять в строительстве изменяемые, мгновенно изменяемые и почти мгновенно изменяемые системы? Если нельзя, то почему?

7. Каково различие между статически определимыми и неопределимыми системами?

8. Какие связи называют необходимыми и какие лишними?

Тема 3.3 Многопролетные статически определимые (шарнирные) балки

При изучении темы следует уяснить преимущества и недостатки шарнирных ба­лок по сравнению с другими балками (простыми и неразрезными), перекрывающи­ми те же пролеты и несущие такую же нагрузку.

Необходимо знать правила размещения промежуточных шарниров, обеспечива­ющих статическую определимость и геометрическую неизменяемость многопролет­ных балок, понимать взаимодействие элементов, составляющих шарнирные балки различных типов, уметь составлять схемы взаимодействия этих элементов, знать по­рядок их расчета и монтажа.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем отличаются многопролетные определимые балки от неразрезных?

2. Какие требования предъявляются к количеству и размещению промежуточных шарниров?

3. Какие существуют основные типы шарнирных балок и из каких элементов они состоят?

4. Приведите возможные варианты размещения промежуточных шарниров для получения шарнирных статически определимых балок из неразрезной пятипролетной балки с шарнирными опорами и из неразрезной пятипролетной балки с одним защем­ленным концом. Составьте схемы взаимодействия элементов шарнирных балок.

5. Каковы порядок расчета и последовательность монтажа элементов шарнир­ных балок?

6. Охарактеризуйте методы расчета шарнирных балок с составлением и без составления схемы взаимодействия элементов. Каковы достоинства и недостатки каж­дого из методов?

7. В чем достоинства равномоментных шарнирных балок?

 

Тема 3.4 Статически определимые плоские рамы

При изучении темы, приступая к расчету рамы, надо убедиться в ее статической определимости и неизменяемости. Если рама представляет собой брус ломаного очер­тания, имеющий одну шарнирно-неподвижную, а другую шарнирно-подвижную опо­ру, и не имеет промежуточных шарниров, то она неизменяема и статически опреде­лима. Для определения опорных реакций такой рамы достаточно трех уравнений статики. Если рама прикреплена к земле более чем тремя опорными стержнями и имеет промежуточные шарниры, то проверку статической определимости удобнее всего произвести, убедившись в соблюдении условия:

Л = ЗК - Ш = О,

где Л — число лишних связей (степень статической неопределимости);

К — число замкнутых контуров;

Ш — суммарное число простых и приведенных к ним сложных (кратных) шар­ниров.

Вопросы для самоконтроля:

1. Назовите особенности рамных конструкций.

2. Каково различие в определении опорных реакций статически определимых рам, не имеющих промежуточных шарниров, и рам с промежуточными шарнирами?

3. Как определяются знаки поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил при расчете рам?

4. Как строятся эпюры Qx, Мх и N для рам?

5. Как проверить правильность построения эпюр Qx, Мх и N для статически определимых рам?

 

Тема 3.5 Трехшарнирные арки

При изучении темы необходимо уяснить принципиальное отличие арок от криволинейных балок и уметь обосновать экономическое преимущество первых перед последними тех же очертаний и пролетов при прочих равных условиях.

При определении опорных реакций трехшарнирной балки надо обратить внима­ние на составление дополнительного уравнения для нахождения распора. В этом уравнении изгибающий момент в ключевом шарнире должен быть равен нулю.

Следует усвоить, что для построения эпюр внутренних усилий от действия на арку только равномерно распределенной нагрузки надо определить эти усилия в про­извольном сечении, подставляя в полученные выражения значения х, получить зна­чения соответствующих усилий в различных (конкретных) сечениях и по этим значе­ниям построить соответствующие эпюры, В случае действия на арку сосредоточен­ных сил, внутренние усилия надо определить на каждом участке обязательно в сече­ниях, соответствующих точкам приложения сосредоточенных сил, а также в проме­жуточных сечениях каждого участка. Чем чаще будут взяты промежуточные сечения, тем точнее будут построены эпюры. При небольших расстояниях между сосредото­ченными силами достаточно определить значения Q, М и N в начале каждого учас­тка, посередине и в конце его.

Вопросы для самоконтроля:

1. В чем отличие распорной системы от безраспорной?

2. Каково назначение затяжки (в случае устройства арки с затяжкой)?

3. Как определить силу в затяжке?

4. По каким правилам определяют поперечные силы, изгибающие моменты и продольные силы в сечениях арки?

5. Почему для построения эпюр Qx, Мх и N при действии на арку сосредоточен­ных сил недостаточно определить значение этих внутренних силовых факторов в начале и конце каждого участка, чего, как известно, достаточно для построения эпюр для балок с прямой осью?

6. Каков порядок и принцип построения многоугольника и кривой давления?

7. Что такое рациональное очертание оси арки?

8. Что называется сводом?

9. В чем сходство расчета арки и свода?