Програма та методичнi вказiвки до тем курсу

Методичні вказівки

із завданнями до виконання самостійної та
розрахунково-графічної роботи
з дисципліни “ Будівельна механіка ”
для студентів усіх форм навчання
спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”

 

 

 

 

Полтава 2011

Методичні вказівки із завданнями до виконання самостійної та розрахунково-графічної роботи з дисципліни “Будівельна механіка” для студентів усіх форм навчання спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”. – Полтава: ПолтНТУ, 2011. – 58 с.

 

Укладачі: О.А. Шкурупій, кандидат технічних наук, доцент; В.О. Северин, кандидат технічних наук, доцент; А.М. Пащенко, кандидат технічних наук, доцент; О.О. Голов, кандидат технічних наук, доцент.

 

 

Відповідальний за випуск - завідувач кафедри будівельної механіки О.А. Шкурупій, кандидат технічних наук, доцент.

 

Рецензент: Семко О.В., доктор технічних наук, професор.

 

 

Затверджено науково-

методичною радою університету

Протокол № ____ від ___ ___2011 р.

 

Редактор Я.В. Новічкова

Верстка В.О. Северин

 

 

ЗМІСТ

1 ЗАГАЛЬНI ПОЛОЖЕННЯ.. 4

2 ПРОГРАМА ТА МЕТОДИЧНI ВКАЗIВКИ ДО ТЕМ КУРСУ.. 4

2.1 Вступ. 4

2.2 Розрахункова схема будівлі (споруди) 5

2.3 Кінематичний аналіз розрахункових схем будівель (споруд) 6

2.4 Статично визначувані стержневі системи. 7

2.4.1 Методи визначення зусиль від нерухомого навантаження в статично визначуваних системах. 7

2.4.2 Тришарнірні системи. 8

2.5 Статично невизначувані стержневі системи. 9

2.5.1 Загальні поняття про статично невизначувані системи. 9

2.5.2 Метод сил. 9

3 ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВО - ГРАФІЧНОЇ
РОБОТИ.. 12

3.1 Зміст розрахунково-графічної роботи. 12

3.2 Визначення варіанта шифру для виконання РГР. 13

3.3 Вимоги до оформлення розрахунково-графічної роботи. 14

4 ЕКЗАМЕНАЦІЙНІ ПИТАННЯ З КУРСУ “БУДІВЕЛЬНА МЕХАНІКА”. 14

ЛІТЕРАТУРА.. 16

ДОДАТОК А Таблиці вихідних даних для виконання РГР. 17

ДОДАТОК Б Розрахункові схеми рам для РГР (Частина 1) 18

ДОДАТОК В Розрахункові схеми рам для РГР (Частина 2) 23

ДОДАТОК Г Приклад виконання розрахунково - графічної роботи. 28

 

ЗАГАЛЬНI ПОЛОЖЕННЯ

Будівельна механіка - це наука про принципи й методи розрахунку будівельних конструкцій, будівель і споруд на міцність, жорсткість, стійкість та надійність. Будівельна механіка – одна з основних дисциплін, яка відіграє важливу роль у підготовці майбутніх інженерів. У процесі проектування й обслуговування об'єктів тепло-, газо- та водопостачання й вентиляції необхідно розв'язувати задачі, пов'язані із забезпеченням міцності, жорсткості та стійкості різних конструктивних елементів. У даних методичних указівках розглянуто основи розрахунків статично визначних і статично невизначних систем (балок, ферм, розпірних систем, рам, трубопроводів, компенсаторів тощо) на міцність та жорсткість при дії на них зовнішніх навантажень, температурних й інших впливів.

Будівельна механіка базується на таких дисциплінах, як вища математика, фізика, теоретична механіка, опір матеріалів, будівельне матеріалознавство, інженерна графіка тощо.

Методичні вказівки розроблені відповідно до навчальної програми з дисципліни “Будівельна механіка” для студентів спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”.

Основна форма вивчення курсу будівельної механіки для студентів – це робота з навчально-методичною літературою, в тому числі з розділами методичних указівок для самостійної роботи і завданнями для виконання розрахунково-графічної роботи (надалі – РГР).

Ознайомлення з курсом будівельної механіки потрібно розпочинати з вивчення теорії у підручниках, навчальних посібниках та методичних указівках. Після цього рекомендується засвоїти основні поняття, ключові слова і дати відповіді на запитання для самоконтролю, наведені у методичних указівках, а потім розпочати виконання РГР згідно із шифром.

Основні розділи курсу будівельної механіки викладаються студентам на лекціях та практичних заняттях, на яких роз’яснюються й доповнюються основні положення, що вивчаються.

ПРОГРАМА ТА МЕТОДИЧНI ВКАЗIВКИ ДО ТЕМ КУРСУ

Вступ

Література: [1, с. 5–6]; [2, с. 7–13]; [3, с. 3]; [4, с. 4–9]; [5, с. 3–7, 17–20].

Будівельна механіка, її основні принципи й методи. Значення курсу будівельної механіки при розв’язанні задач міцності, жорсткості, стійкості та надійності будівельних конструкцій, будівель і споруд. Короткий історичний огляд розвитку будівельної механіки. Задачі й методи будівельної механіки як науки про розрахунки будівель та споруд на міцність, жорсткість i стійкість. Рівняння будівельної механіки.

Методичні вказівки

Починаючи вивчення курсу будівельної механіки, студент повинний ознайомитись із загальними задачами зазначеної науки та засвоїти основні поняття й ключові слова, подані у відповідних розділах методичних указівок.

Студенту необхідно знати, що основні методи визначення внутрішніх зусиль, які вивчалися в курсах теоретичної механіки та опору матеріалів, використовуються i в будівельній механіці.

Запитання для самоконтролю

1. Мета та задачі будівельної механіки.

2. Методи будівельної механіки.

3. Які дисципліни передують вивченню курсу будівельної механіки?

4. Які дисципліни забезпечує будівельна механіка?

5. Які вчені зробили значний внесок у розвиток будівельної механіки?

6. Загальні рівняння будівельної механіки.

Методичні вказівки

Інженерні споруди являють собою сукупність різних конструктивних елементів (стержнів, балок, плит, оболонок тощо), з'єднаних між собою у вузлах в'язями. Для розрахунку споруд необхідно визначити розрахункову схему, в якій окремі елементи споруди заміняють їх ідеалізованими схемами. При цьому відкидають ті другорядні фактори, що суттєво не впливають на роботу системи в цілому. Такі спрощення необхідні, оскільки без них розрахунок споруди є принципово неможливим через невичерпаність властивостей споруди. Спрощуються геометричні форми, фізико-механічні властивості матеріалу, характер навантаження тощо. Розрахункові схеми, в яких початкова та деформована форми збігаються з площиною, називаються плоскими. Крім того, є просторові системи, котрі при навантаженні відзначаються просторовим характером деформації.

Вибір розрахункової схеми є важливим етапом розрахунку будівель і споруд (надалі – систем). При цьому необхідно знати, що від вдалого вибору розрахункової схеми споруди залежить трудомісткість i точність розрахунку. Потрібно засвоїти, яким чином прикріпляються елементи системи до основи, які бувають типи вузлів та опор; що являють собою шарнірно-рухома, шарнірно-нерухома, пружно-податлива, затиснута й затиснуто-рухома опори, скільки вони мають кінематичних в'язей.

Запитання для самоконтролю

1. Яка схема називається розрахунковою?

2. Які спрощення приймаються при виборі розрахункових схем реальних об’єктів?

3. Назвіть і накресліть види опор.

4. Скільки кінематичних в’язей має кожний окремий вид опори?

5. Яка опора називається пружно-податливою?

2.3 Кінематичний аналіз розрахункових схем будівель (споруд)

Література: [1, с. 28–46]; [2, с. 16–26]; [3, с. 6–13]; [4, с. 12–32, 45–51];
[5, с. 12–17].

Основні поняття та ключові слова розділу: ступінь вільності системи, аналіз геометричної структури розрахункової схеми, геометрично змінна система (механізм), геометрично незмінна система, миттєво змінна система, статично визначувана й статично невизначувана система, шарнірно-стержнева та дискова система, диск, стержень, простий шарнір, кратний шарнір, опорна в’язь, опора, замкнений контур, вузол.

Методичні вказівки

Будівельні споруди мають бути нерухомими, тобто геометрично незмінними. Для визначення нерухомості розрахункової схеми виконують її кінематичний аналіз, який складається з розрахунку ступеня вільності W та аналізу її геометричної структури.

Ступінь вільності W розрахункової схеми – кількість незалежних геометричних параметрів, що характеризують переміщення системи на площині або у просторі.

Якщо плоска система складається з дисків Д, об'єднаних між собою простими шарнірами Ш, і опирається на нерухому основу за допомогою опорних в'язей Во, то кількість ступенів вільності W такої системи обчислюється за формулою

W = 3Д – 2Ш - Во. (1)

Необхідно звернути увагу на підрахунок кількості простих шарнірів. При цьому треба засвоїти, що шарнір, який з'єднує не два, а n дисків, називається кратним і дорівнює кількості n - 1 простих шарнірів. Крім того, потрібно мати на увазі, що диск - це така частина системи, геометрична незмінність якої раніше вже встановлена. Сам по собі диск може бути статично невизначуваний (наприклад, замкнений контур).

При обчисленні ступеня вільності для шарнірно-стержневих систем доречно використовувати формулу

W = 2В - С – Во, (2)

де В – кількості вузлів; С – кількість стержнів.

У випадку, коли W = 0, система буде статично визначуваною за умови її геометричної незмінності. При W < 0 система є статично невизначуваною і може бути геометрично незмінною. Установлення геометричної незмінності системи є важливим етапом кінематичного аналізу. Для цього необхідно вивчити закони утворення незмінних систем, засвоїти поняття про миттєву змінність та її характерні ознаки.

Запитання для самоконтролю

1. Яка мета кінематичного аналізу розрахункових схем систем?

2. Які складові кінематичного аналізу?

3. Що називається ступенем вільності системи?

4. Як визначити ступінь вільності для дискових систем?

5. Простий і кратний шарніри. Як обчислюється кратність шарніра?

6. Як визначити ступінь вільності для шарнірно-стержневих систем?

7. Як довести, що система статично визначувана або невизначувана?

8. Чому необхідно виконувати аналіз геометричної структури розрахункової схеми?

9. Правила утворення незмінних систем. Випадки миттєвої змінності.

Методичні вказівки

Основні дані про навантаження й визначення внутрішніх зусиль уже відомі з курсу опору матеріалів. У цьому розділі необхідно засвоїти класифікацію навантажень залежно від тривалості їх дії. Згідно з діючими нормативними документами навантаження класифікуються як постійні та тимчасові (тривалі, короткочасні, особливі тощо).

Розпочинаючи розрахунок статично визначних систем, необхідно повторити метод перерізів, правила побудови епюр внутрішніх зусиль, залежність між навантаженнями і зусиллями.

Запитання для самоконтролю

1. Види навантажень. Їх класифікація згідно із чинними нормативними документами.

2. Які внутрішні зусилля можуть виникати в перерізі стержневої системи при дії навантажень та інших впливів?

3. Що називається епюрою?

4. Правила побудови епюр внутрішніх зусиль і їх перевірки.

5. У чому полягає принцип незалежності дії сил (принцип суперпозиції)?

Тришарнірні системи

Література: [1, с. 182–200]; [2, с. 70–82, 87–95]; [3, с. 65–72];

[4, с. 126–144]; [5, с. 50–58].

Основні поняття та ключові слова розділу: тришарнірна система (арка, рама), ключовий шарнір, опорний шарнір, розпір, раціональне окреслення осі арки, затяжка (затяг), прогін арки, стріла підйому арки.

Методичні вказівки

При вивченні даної теми необхідно засвоїти, які системи називаються тришарнірними, та вивчити їх класифікацію. Особливу увагу слід звернути на те, що при дії на тришарнірну систему вертикального навантаження в її опорах виникають не тільки вертикальні, але й горизонтальні опорні реакції (розпір). Для визначення розпору необхідно скласти рівняння статики, які ґрунтуються на рівності нулю згинального моменту в ключовому шарнірі тришарнірної системи. Потрібно також вивчити способи визначення внутрішніх зусиль у перерізах тришарнірної системи від довільного навантаження. При вертикальному навантаженні на тришарнірну систему внутрішні зусилля можна визначати за формулами:

; (3)

; (4)

. (5)

Необхідно знати, як одержані ці формули і їх зміст, а також вивчити питання про раціональне окреслення осей арок.

Вивчаючи тришарнірні системи із затяжкою, слід засвоїти, що являє собою затяжка i для чого вона призначена, а також ознайомитися зі способами визначення в ній поздовжнього зусилля.

Особливості розрахунку тришарнірних рам. Розрахунок тришарнірної рами необхідно починати з кінематичного аналізу (визначення ступеня вільності W та аналізу геометричної структури заданої розрахункової схеми). Наступним кроком є визначення складових опорних реакцій. Опорні реакції обчислюються в такій послідовності:

,

де А та В - опорні шарніри; С - ключовий шарнір.

Для побудови епюр М, Q і N необхідно скласти рівняння цих зусиль на ділянках рами залежно від розташування перерізу (х). Задаючись різними значеннями аргументу (х), отримують величини згинальних моментів, поперечних та поздовжніх сил у перерізах на ділянках рами, згідно з якими будуються епюри М, Q і N.

Статична перевірка епюри М виконується шляхом розгляду рівноваги жорстких вузлів рами.

Епюри Q та N перевіряються сумісно, шляхом розгляду рівноваги вузлів рами або будь-якої відсіченої її частини (сума проекцій усіх зовнішніх i внутрішніх сил відсіченої частини рами на вертикальну та горизонтальну осі повинна дорівнювати нулю).

Запитання для самоконтролю

1. Яка система називається тришарнірною?

2. Як виконати кінематичний аналіз тришарнірних систем?

3. Які існують види тришарнірних систем?

4. Що являє собою розпір тришарнірної системи?

5. Яке призначення затяжки у тришарнірних системах?

6. Як визначаються опорні реакції тришарнірних систем та виконується перевірка їх обчислень?

7. Як визначаються внутрішні зусилля у тришарнірних системах при довільному навантаженні?

8. Які особливості обчислення внутрішніх зусиль у тришарнірних системах при вертикальному навантаженні?

9. Яке окреслення осі арки є раціональним?

Методичні вказівки

Властивості статично невизначуваних систем (СНС): наявність зайвих в’язей, що підвищує несучу здатність; більша, ніж у статично визначуваних системах, жорсткість; залежність внутрішніх зусиль від співвідношення жорсткостей елементів конструкцій; температурні впливи та переміщення опор призводять до виникнення внутрішніх зусиль. Основні методи розрахунку статично невизначуваних систем (метод сил, метод переміщень, змішаний і комбінований методи, метод скінченних елементів тощо).

Запитання для самоконтролю

1. Яка система називається статично невизначуваною?

2. Основна ознака статично невизначуваної системи.

3. Властивості статично невизначуваних систем та їх обґрунтування.

4. Основні методи розрахунку СНС.

Метод сил

Література: [1, с. 316–349, 361–368]; [2, с. 198–231, 238–249];

[3, с. 238–258]; [4, с. 102–131]; [5, с. 132–135, 154–191].

Основні поняття та ключові слова розділу: ступінь статичної невизначуваності системи, основна система й основні невідомі, канонічні рівняння, матриця податливості, вектор вільних членів, ортогональні епюри.

Методичні вказівки

Метод сил є одним з основних для розрахунку СНС. Його засвоєння необхідне при подальшому проектуванні конструкцій, будівель і споруд та успішному вивченні інших тем курсу. Важливо навчитися визначати кількість невідомих методу сил (ступінь статичної невизначуваності системи) та їх сутність.

У методі сил використовується система, яка називається основною системою. Вона утворюється із заданої системи шляхом відкидання умовно зайвих в’язей і навантаження її зовнішніми силами та зусиллями, що виникають у відкинутих зайвих в’язях від діючого навантаження або інших впливів. Ці зусилля називають основними невідомими методу сил, котрі зазвичай позначають . Для основної системи методу сил можна записати умови її еквівалентності заданій системі у формі рівнянь нерозривності переміщень у перерізах, де відкинуті зайві в’язі. Деяка і -та умова еквівалентності відображає те, що переміщення перерізу (перерізів), де прикладена і -та основна невідома в напрямку її дії від основних невідомих, зовнішнього навантаження й інших впливів, дорівнює нулю. Умови еквівалентності записують у канонічній формі і називають канонічними рівняннями методу сил. Кількість канонічних рівнянь, як правило, дорівнює ступеню статичної невизначуваності. При розв’язанні цих рівнянь знаходять основні невідомі.

Важливо засвоїти сутність коефіцієнтів та вільних членів канонічних рівнянь методу сил і звернути увагу на їх знаки та виконання умови , згідно з теоремою про взаємність переміщень. Основна система повинна бути вибрана таким чином, щоб епюри внутрішніх зусиль від одиничних і зовнішніх навантажень були якомога більш простими й взаємно ортогональними. При цьому рекомендується розглянути декілька варіантів основних систем і, порівнюючи їх, вибрати раціональну.

Коефіцієнти та вільні члени канонічних рівнянь визначаються за допомогою методу Мора. При цьому інтеграли Мора можна обчислювати, використовуючи правило Верещагіна або формулу Сімпсона–Корноухова, якщо підінтегральний вираз не є поліномом більше третього ступеня. При визначенні коефіцієнтів і вільних членів канонічних рівнянь обов’язково виконується їх перевірка з використанням сумарної епюри внутрішніх зусиль від одиничних значень основних невідомих методу сил. Для симетричних систем значних спрощень можна досягти, враховуючи їх симетрію (за геометрією, жорсткістю, розміщенням опор та необов’язково за навантаженням).

При розрахунку статично невизначуваних систем на дію температури і нерівномірного зміщення опор специфічним є лише знаходження вільних членів канонічних рівнянь.

Епюри внутрішніх зусиль для заданої статично невизначуваної системи будуються на основі принципу незалежності дії основних невідомих, заданого навантаження чи інших впливів. Так, епюра згинальних моментів від заданого навантаження будується за формулою

(6)

де – епюра згинальних моментів в основній системі від

– епюра згинальних моментів в основній системі від заданого навантаження або інших впливів;

Л – ступінь статичної невизначуваності системи.

Побудову епюр M, Q і N для заданої системи краще виконувати за таким алгоритмом:

1) за допомогою формули (6), згідно з принципом суперпозиції, обчислюються згинальні моменти в характерних перерізах кожного стержня заданої системи;

2) за необхідності уточнення на окремих ділянках заданої системи епюри згинальних моментів така ділянка системи розглядається як балка із шарнірними опорами на кінцях та її крайовими умовами (згинальні моменти), для якої уточнюються епюри M і Q від зовнішнього навантаження чи інших впливів;

3) епюру поперечних сил будуємо на основі одержаної епюри згинальних моментів з уточненням на відповідних ділянках згідно з пунктом 2;

4) епюру поздовжніх зусиль N будуємо шляхом використання умов рівноваги окремих вузлів системи.

Після побудови епюр внутрішніх зусиль необхідно виконати їх статичну й кінематичну перевірки.

Знаходження переміщень у статично невизначуваних системах виконується так, як і в статично визначуваних, на основі принципу можливих переміщень, теореми Бетті з використанням методу Мора, правила Верещагіна або формули Сімпсона–Корноухова. Наприклад, у балках та рамах переміщення, пов’язане зі згином, обчислюється за формулою

(7)

де – будь-яке лінійне чи кутове переміщення;

– функція згинального моменту, складена для j -тої ділянки інтегрування у допоміжному (одиничному) стані будь-якоїосновної системи методу сил;

– функція згинального моменту, складена для j -тої ділянки інтегрування у заданій статично невизначуваній системі.

Використання обчислювальної техніки зменшує трудомісткість розрахунку статично невизначуваних систем методом сил. При цьому найбільш раціональною є матрична форма розв’язання задачі.

 

Запитання для самоконтролю

1. Як обчислити ступінь статичної невизначуваності системи?

2. У чому полягає ідея методу сил? Основні невідомі методу сил.

3. Що являє собою основна система методу сил і способи її утворення?

4. Які фактори впливають на вибір раціональної основної системи?

5. Зміст канонічних рівнянь і окремих їх елементів при розрахунку балок, рам, арок та ферм.

6. Які спрощення використовуються при обчисленні коефіцієнтів матриці податливості й вектора вільних членів у розрахунках різних типів стержневих систем?

7. Як виконуються перевірки коефіцієнтів матриці податливості та вектора вільних членів канонічних рівнянь?

8. Як побудувати епюри внутрішніх зусиль для різних типів стержневих систем (балок, рам, арок, ферм)?

9. Як виконуються перевірки епюр внутрішніх зусиль?

10. Урахування симетрії при розрахунку СНС методом сил.

11. Особливості використання групових невідомих при виборі основної системи методу сил.

12. Як виконується розрахунок статично невизначуваних ферм?

13. Особливості розрахунку статично невизначуваних арок.

14. Алгоритм обчислення переміщень у СНС.

15. Особливості розрахунку СНС на зміну температури та нерівномірне зміщення опор.

16. Сформулюйте пункти алгоритму розрахунку СНС методом сил.

3 ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ
РОЗРАХУНКОВО - ГРАФІЧНОЇ РОБОТИ

ЛІТЕРАТУРА

Основна

1. Смирнов А.Ф., Александров А.В., Лащеников Б.Я., Шапошников Н.Н. Строительная механика стержневых систем. - М.: Стройиздат, 1981. - 512 с.

 

2. Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика. - 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1986. – 544 с.

 

3. Киселев В.А. Строительная механика. Общий курс. – 4-е изд., испр. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 520 с.

 

4. Бутенко Ю.И., Кан С.Н., Пустовойтов В.П. Строительная механика стержневых систем и оболочек. - К.: Вища школа, 1980. - 488 с.

 

5. Доценко И.С. Строительная механика. – К.: Вища школа, 1976. - 296 с.

 

6. Баженов В.А., Перельмутер А.В., Шишов О.В. Будівельна механіка. Комп’ютерні технології: підручник / За заг. ред.. д.т.н., проф. В.А. Баженова. – К.: Каравела, 2009. – 696 с.

Допоміжна

7. Строительная механика. Руководство к практическим занятиям / Под ред. Ю.И. Бутенко. - К.: Вища школа, 1989. - 367 с.

 

8. Ржаницин А.Р. Строительная механика. - 2-е изд., перераб. и доп. –М.: Высшая школа, 1991. - 439 с.

 

9. Руководство к практическим занятиям по курсу строительной механики (статически определимые и неопределимые системы) / Под ред. Г.К. Клейна. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1973. - 360 с.

 

10. Баженов В.А., Іванченко Г.М., Шишов О.В. Будівельна механіка: Розрахункові вправи. Задачі. Комп’ютерне тестування: навч. посібник. – К.: Каравела, 2006. – 344 с.

 

ДОДАТОК А
Таблиці вихідних даних для виконання РГР

 

Таблиця А.1 – Вихідні дані для РГР (частина 1)

 

Перша цифра шифру	l, м	Друга цифра шифру	h, м	Третя цифра шифру	F1, kH	F2, kH	q1, kH/м	q2, kH/м
	6,0		6,0
	7,5		6,75
	9,0		7,5
	10,5		8,25
	12,0		9,0
	13,5		9,75
	15,0		10,5
	16,5		11,25
	18,0		12,0
	21,0		12,75
Зона першої цифри шифру	Зона другої цифри шифру	Зона третьої цифри шифру

 

Таблиця А.2 – Вихідні дані для РГР (частина 2)

 

Перша цифра шифру	l, м	Друга цифра шифру	h, м		Третя цифра шифру	F1, kH	F2, kH	q1, kH/м	q2, kH/м
				1/2
				1/3
				1/4
				2/3
				2/5
				3/1
				3/2
				3/4
				3/5
				4/3
Зона першої цифри шифру	Зона другої цифри шифру	Зона третьої цифри шифру

 

ДОДАТОК Б
Розрахункові схеми рам для РГР (частина 1)

 

ДОДАТОК В
Розрахункові схеми рам для РГР (частина 2)

 

 

 

 

ДОДАТОК Г
Приклад виконання розрахунково - графічної
роботи

 

 

 

Імені Юрія Кондратюка

Факультет будівельний

Чучула А.А.

 

Керівник Шкурупій О.А.

 

 

 

Полтава 2011

Зміст

 

Вихідні дані для виконання РГР………………………………………………
Частина 1. Визначення внутрішніх зусиль від постійного навантаження в тришарнірній рамі…..……………………………………….
1.1. Розрахункова схема…………………………………………………..
1.2. Кінематичний аналіз розрахункової схеми…………………………
1.3. Визначення опорних реакцій тришарнірної рами…………………
1.4. Побудова епюр внутрішніх зусиль…………………………………
1.5. Графічний матеріал
1.5.1. Розрахункова схема……………………………………………..
1.5.2. Епюри внутрішніх зусиль у тришарнірній рамі………………
1.5.3. Схеми рівноваги вузлів…………………………………………
Частина 2. Визначення внутрішніх зусиль від постійного навантаження в статично невизначуваних рамах………………………….
2.1. Розрахункова схема…………………………………………………..
2.2. Кінематичний аналіз розрахункової схеми…………………………
2.3. Вибір основної системи методу сил. Канонічні рівняння методу сил…………………………………………………………………
2.4. Побудова в основній системі епюр згинальних моментів від одиничних значень основних невідомих і від зовнішнього навантаження……………………………………………………………..
2.5. Обчислення коефіцієнтів матриці податливості, вектора вільних членів та їх перевірки……………………………………………
2.6. Розв’язок системи канонічних рівнянь методу сил, обчислення значень основних невідомих……………………………….
2.7. Побудова епюр внутрішніх зусиль для заданої системи, кінематична перевірка епюри згинальних моментів, статична перевірка епюр внутрішніх зусиль………………………………………
2.8. Графічний матеріал
2.8.1. Розрахункова схема (задана система). Епюри внутрішніх зусиль у заданій системі..………………………..
2.8.2. Основна система методу сил та епюри внутрішніх зусиль від одиничних значень невідомих і заданого навантаження в основній системі…………………………………….
Література……………………………………………………………………….

Розрахункова схема

 

 

Вихідні дані:

L = 6,6 м; H = 5,5 м; кут = 23^o;

q₁ = 18 кН/м; q₂ = 18 кН/м; М = 55 кНм.

 

Розрахункова схема

 

 

Вихідні дані:

L = 12 м;Н= 10 м; = 1,6;

q₂ = 12 кН/м; F₂ = 60 кН; F₄ = 20 кН.

Література

1. Смирнов А.Ф., Александров А.В., Лащеников Б.Я., Шапошников Н.Н. Строительная механика стержневых систем. – М.: Стройиздат, 1981.

2. Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1986.

3. Киселев В.А. Строительная механика, общий курс – 4-е изд., исправленное и доп. – М.: Стройиздат, 1986.

4. Бутенко Ю.И., Канн С.Н., Пустовойтов В.П. и др. Строительная механика стержневых систем и оболочек. – К.: Вища школа, 1980.

5. Строительная механика. Руководство к практическим занятиям / Под ред. Ю.И. Бутенко. – К.: Вища школа, 1989.

6. Руководство к практическим занятиям по курсу строительной механики (статически определимые и неопределимые системы) / Под ред. Г.К. Клейна. –
3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1973.

7. Методичні вказівки із завданнями до виконання самостійної та розрахунково-графічної роботи з дисципліни “Будівельна механіка” для студентів усіх форм навчання спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”. – Полтава: ПолтНТУ, 2011. – 58 с. Укладачі: О.А. Шкурупій, В.О. Северин, А.М. Пащенко, О.О. Голов.

 

 

Методичні вказівки

із завданнями до виконання самостійної та
розрахунково-графічної роботи
з дисципліни “ Будівельна механіка ”
для студентів усіх форм навчання
спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”

 

 

 

 

Полтава 2011

Методичні вказівки із завданнями до виконання самостійної та розрахунково-графічної роботи з дисципліни “Будівельна механіка” для студентів усіх форм навчання спеціальності “Теплогазопостачання і вентиляція”. – Полтава: ПолтНТУ, 2011. – 58 с.

 

Укладачі: О.А. Шкурупій, кандидат технічних наук, доцент; В.О. Северин, кандидат технічних наук, доцент; А.М. Пащенко, кандидат технічних наук, доцент; О.О. Голов, кандидат технічних наук, доцент.

 

 

Відповідальний за випуск - завідувач кафедри будівельної механіки О.А. Шкурупій, кандидат технічних наук, доцент.

 

Рецензент: Семко О.В., доктор технічних наук, професор.

 

 

Затверджено науково-

методичною радою університету

Протокол № ____ від ___ ___2011 р.

 

Редактор Я.В. Новічкова

Верстка В.О. Северин

 

 

ЗМІСТ

1 ЗАГАЛЬНI ПОЛОЖЕННЯ.. 4

2 ПРОГРАМА ТА МЕТОДИЧНI ВКАЗIВКИ ДО ТЕМ КУРСУ.. 4

2.1 Вступ. 4

2.2 Розрахункова схема будівлі (споруди) 5

2.3 Кінематичний аналіз розрахункових схем будівель (споруд) 6

2.4 Статично визначувані стержневі системи. 7

2.4.1 Методи визначення зусиль від нерухомого навантаження в статично визначуваних системах. 7

2.4.2 Тришарнірні системи. 8

2.5 Статично невизначувані стержневі системи. 9

2.5.1 Загальні поняття про статично невизначувані системи. 9

2.5.2 Метод сил. 9

3 ПОСЛІДОВНІСТЬ ВИКОНАННЯ РОЗРАХУНКОВО - ГРАФІЧНОЇ
РОБОТИ.. 12

3.1 Зміст розрахунково-графічної роботи. 12

3.2 Визначення варіанта шифру для виконання РГР. 13

3.3 Вимоги до оформлення розрахунково-графічної роботи. 14

4 ЕКЗАМЕНАЦІЙНІ ПИТАННЯ З КУРСУ “БУДІВЕЛЬНА МЕХАНІКА”. 14

ЛІТЕРАТУРА.. 16

ДОДАТОК А Таблиці вихідних даних для виконання РГР. 17

ДОДАТОК Б Розрахункові схеми рам для РГР (Частина 1) 18

ДОДАТОК В Розрахункові схеми рам для РГР (Частина 2) 23

ДОДАТОК Г Приклад виконання розрахунково - графічної роботи. 28

 

ЗАГАЛЬНI ПОЛОЖЕННЯ

Будівельна механіка - це наука про принципи й методи розрахунку будівельних конструкцій, будівель і споруд на міцність, жорсткість, стійкість та надійність. Будівельна механіка – одна з основних дисциплін, яка відіграє важливу роль у підготовці майбутніх інженерів. У процесі проектування й обслуговування об'єктів тепло-, газо- та водопостачанн