 |
Міністерство освіти і науки України
|
|
|
|
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ
БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ
В. І. Осика, О. І. Демидов, В. Р. Касімов
УЧБОВО-МЕТОДИЧНИЙ ПОСІБНИК
до виконання РОЗРАХУНКОВО-ПРОЕКТУВАЛЬНИХ РОБІТ
ЗА КУРСОМ “ОПІР МАТЕРІАЛІВ” З ВИКОРИСТАННЯМ
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМП'ЮТЕРА ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
У РЕЖИМІ ДІАЛОГУ
(для студентів будівельних фахів)
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України
як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів,
які навчаються за спеціальністю “Промислове та цивільне будівництво”
Лист 13. 06. 2003 № 1/11-2419
Макіївка- 2003
О 79
УДК 539. 3/6(07)
Рекомендовано Міністерством освіти і науки України як навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів, які навчаються за спеціальністю “Промислове та цивільне будівництво”. Лист 13. 06. 2003 № 1/11-2419.
Рецензенти: Ф. Л. Шевченко, доктор технічних наук, професор (Донецький національний технічний університет); О. О. Петраков, доктор технічних наук, професор (Донецький інститут Донпромбудпроект)
Осика В. І., Демидов О. І., Касімов В. Р.
Учбово-методичний посібник до виконання розрахунково-проектувальних робіт за курсом “Опір матеріалів” з використанням персонального комп’ютера для самоконтролю в режимі діалогу. – Макіївка: ДонДАБА, 2003. – 84.: ISBN 966-7477-33-9.
| О 79 | Приведено приклади виконання розрахункових робіт. Перед кожною задачею є перелік питань для самостійної підготовки та стислі теоретичні зведення, знання яких дозволить студенту успішно виконати розрахункові роботи. Дано рекомендації по використанню персонального комп'ютера в режимі діалогу для контролю успішності виконання розрахункових робіт. |
| Основна ціль посібника полягає в тім, щоб згідно приведених прикладів та алгоритмів розрахунків допомогти студенту самостійно і своєчасно виконати розрахункові роботи. |
|
|
|
Ком’ютерний набор текста та рисунків виконала Є. А. Солодкова.
Ó Донбаська державна академія будівництва
і архітектури, 2003
ISBN 966-7477-33-9
Стислі методичні вказівки
На протязі трьох семестрів студенти будівельних фахів виконують 6-8 розрахунково-проектувальних робіт.
Метою виконання робіт є закріплення вивченого теоретичного матеріалу, одержання навичок самостійної роботи з розрахунку елементів конструкцій на міцність, жорсткість та стійкість, уміння аналізувати отримані результати і робити відповідні висновки.
Виконанню розрахунково-проектувальних робіт та розв’язанню задач передбачається попередня робота з вивчення відповідних розділів курсу по підручнику, або конспекту лекцій.
Перед кожною розрахунковою роботою приведені запитання і стислі теоретичні зведення, знання котрих необхідно для набуття навичок практичних розруханків.
Всі роботи виконуються з використанням калькулятора, а в необхідних випадках, персонального комп'ютера.
Учбово-методичний посібник побудовано у формі розбору рішень окремих задач, характерних для будівельних фахів. Задачі наведені з докладним поясненням їх розв’язання.
Вибір варіанта завдання здійснюється студентом самостійно за шифром, що видається викладачем.
Вимоги до оформлення розрахунково-проектувальних робіт
1. Робота виконується на листі паперу формату А4.
2. Графічна частина роботи виконується, як правило, у масштабі. На кресленнях повинні бути позначені усі необхідні розміри та осі координат.
|
|
|
3. Задачі, як правило, вирішуються в загальному вигляді. У отриману формулу підставляются початкові та проміжні результати з дотриманням розмірності величин. Підсумкові результати записуються з указівкою розмірності.
4. Обчислення проводяться в системі СІ.
5. Пояснення повинні бути стислими і чіткими з дотриманням прийнятої математичної символіки.
6. При виявленні викладачем помилок студент повинен зробити вкладинку у роботу та переписати, починаючи з того місця, де зроблена помилка.
РОЗРАХУНКОВО-ПРОЕКТУВАЛЬНА РОБОТА 1
Розрахунок на міцність елементів статично невизначної стержньової системи при розтягу та стиску
1. 1. Питання до самостійної роботи
1. Коли виникає деформація розтягу або стиску?
2. Які внутрішні зусилля та напруження виникають у цьому разі? Як вони визначаються і у яких одиницях вимірюються?
3. Що таке абсолютна та відносна поздовжня та поперечна деформація?
4. Запишить закон Гука при розтягу та стиску. Поясніть зміст цієї формули.
5. Які системи називаються статично невизначними?
6. Як визначається ступінь статичної невизначності?
7. З урахуванням яких умов складаються додаткові рівняння сумісності деформацій?
8. Яким методом визначаються зусилля в стержнях?
9. Який закон використовується для зв'язку зусиль та деформацій?
10. Як записується умова міцності при розтягу та стиску для пластичних та крихких матеріалів?
1. 2. Стислі теоретичні зведення
Розтяг (стиск) – вид деформації, що виникає під дією осьового навантаження на стержень. При цьому у поперечному перерізі з’являється один внутрішній силовий фактор – поздовжне зусилля N, яке визначається за методом перерізів. Це зусилля рівномірно розподілене по площі перерізу F і характеризується нормальними напруженнями:
(Па) (1. 1)
Стержень при цьому деформується у поздовжньому напрямку на абсолютне значення 
, а у поперечному – на 
. Відповідні відносні деформації
, 
(1. 2)
Між абсолютною поздовжньою деформацією 
, нормальною силою N існує залежність у формі закона Гука
(1. 3)
|
|
|
або з урахуванням (1. 1) та (1. 2) 
(1. 4)
Е – модуль пружності І-першого роду (модуль Юнга);
EF – поздовжня жорсткість.
Умова міцності при розтязі 
, R – розрахунковий опір матеріала.
Розподіляють системи на статично визначні та статично невизначні.
Системи, в яких число невідомих внутрішніх зусиль та реакцій складає більше числа можливих незалежних рівнянь рівноваги, називаються статично невизначними. Ступінь статичної невизначності знаходять за такими формулами:
- для плоскої системи сил, що як завгодно розташовані на площині,
k – загальна кількість невідомих;
- для системи сил, напрямок яких перенається в одній точці,
S – кількість стержнів, що з’єднуються вузлом,
У – кількість вузлів.
- для системи сил, що мають напрямок по одній прямій лінії.
Кількість невідомих зусиль у системі залежить від кількості та типу закріплень. На рис. 1. 1 указані деякі можливі типи закріплень, та відповідні реакції.
| - шарнірно-нерухома опора | |
| - шарнірно-рухома опора | |
| - жорстке закріплення | |
| - вертикальний повзун | |
| - горизонтальний повзун |
Рис. 1. 1
При розрахунку статично невизначних систем складаються додатктові рівняння у кількості, що дорівнює статичній невизначності h. Ці рівняння зв’язують деформації 
і елементів, цим самим відображається їх сумісність. Після підстановки деформацій відповідно до закону Гука (1. 3), одержуємо рівняння сумісності у зусиллях. Розв’язавши їх разом з рівняннями рівноваги, одержуємо значення усіх невідомих зусиль. Таким чином при розрахунку статично невизначних систем треба розглядати чотири сторони задачі:
1. Статична – у формі рівняння рівноваги;
2. Геометрична – у формі рівнянь сумісності деформацій;
3. Фізична – у формі закона Гука;
4. Синтез – спільне рішення рівнянь статики та деформацій.
Слід відзначити, що при розрахунку статично невизначних систем необхідно наперед задавати жорскості елементів, або співвідношення між ними. У статично невизначних системах виникають додаткові напруження при їх монтажі та у разі зміни температури.
|
|
|
|
|
|
