 |
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
|
|
|
|
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию РФ
Казанский государственный архитектурно-строительный университет
В.Г. Немов В.Н. Сучков
РУКОВОДСТВО ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ
Рекомендовано
Учебно-методическим объединением вузов РФ
по образованию в области строительства
в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся
по направлению 270100 «Строительство»
УДК 531.8 + 624. 042 (075.32)
ББК 22.21
Н 50
Н 50 Немов В.Г. Сучков В.Н. Руководство по решению задач строительной механики: Учебное пособие. Казань: КГАСУ, 2007 г. – 118 с.
ISBN 978-5-7829-0180-6
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казанского государственного архитектурно-строительного университета
Цель и основное назначение данного пособия – облегчить студенту любой формы обучения изучение курса строительной механики, помочь овладеть методикой расчета строительных конструкций (балок, арок, ферм, рам и их комбинаций) на статическую и подвижную нагрузки как статически определимых, так и статически неопределимых систем. Примеры сопровождаются подробным описанием решения. В пособии изложены и вопросы расчета сооружений на устойчивость и динамическое воздействие. Настоящее учебное пособие соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта по направлению «Строительство» к обязательному минимуму содержания по дисциплине «Строительная механика».
Табл. 7; илл. 144; библиогр. 5 наим.
Рецензенты:
первый проректор ННГАСУ, член-корр РААСН, проф. В.Н. Бобылев;
заведующий кафедрой теории сооружений и строительной механики ННГАСУ, доц. Б.Б. Лампси;
|
|
|
заведующий кафедрой строительной механики летательных аппаратов КГТУ им. Туполева, проф. В.А. Павлов.
JSBN 978-5-7829-0180-6 УДК 531.8 + 624.042 (075.32)
ББК 22.21
©Казанский государственный
архитектурно-строительный
университет, 2007
© Немов В.Г.,Сучков В.Н.,
Предисловие
Самостоятельная работа студента, наряду с аудиторной, представляет собой одну из важнейших составляющих учебного процесса. Она предназначена не только для усвоения знаний, но и для формирования у студента собственного профессионального мышления, способности решать научные и технические задачи. Чтобы самостоятельная работа студента была эффективной, она должна быть обеспечена необходимыми методическими материалами. В этой связи издание пособий, методических указаний по обеспечению самостоятельной работы студентов является актуальной задачей преподавателей высшей школы.
Настоящее пособие предназначено для самостоятельного освоения методов расчета конструкций на статическую, динамическую и подвижную нагрузки. В нем излагаются краткие сведения из теории, методические указания и подробное решение задач расчета сооружений классической строительной механики. В число задач, рассмотренных авторами, включены такие, которые, как правило, выполняются студентами в расчетно-графических заданиях при изучении курса строительной механики. Кроме того, в пособии предлагаются задачи для самостоятельного решения, которые по степени трудности вполне доступны для самостоятельного их решения студентами, изучившими по учебнику соответствующие разделы курса. К этим задачам даются правильные ответы без изложения хода решения.
Авторы в некоторых примерах (чтобы не перегружать рисунки информацией) размерность проставляли не у всех величин. Однако при расчетах все геометрические размеры приняты в метрах; размерность внешних воздействий - сосредоточенных сил – кН; равномерно-распределенной нагрузки – кН/м и изгибающего момента – кНм. Оси координат направлены: Х- горизонтально вправо, У- вертикально вверх.
|
|
|
Авторы выражают глубокую признательность заведующему кафедрой строительной механики летательных аппаратов Казанского технического университета, доктору технических наук, профессору В.А. Павлову; первому проректору Нижегородского государственного архитектурно – строительного университета, члену корреспонденту Российской академии архитектурных и строительных наук, профессору В.Н. Бобылеву и заведующему кафедрой теории сооружений и строительной механики Нижегородского государственного архитектурно - строительного университета, кандидату технических наук, доценту Б.Б. Лампси за рецензирование рукописи и сделанные замечания.
Глава 1. Расчет статически определимых
конструкций
Основные сведения
Статически определимые конструкции (балки, рамы, фермы и т.д.)-конструкции, степень свободы которых равна нулю. Это означает, что внутренние усилия в таких конструкциях определяются из уравнений статического равновесия. На практике чаше всего строительная конструкция является составной, т.е. конструкция составлена из отдельных элементов, соединенных между собой либо шарнирно, либо жестко. В статически определимых конструкциях соединение происходит, как правило, шарнирно.
Первым этапом расчета является определение усилий в опорных связях, т. е. реакций опор.
Используются три подхода:
а) использование свойств шарнира, соединяющего элементы, – изгибающий момент в шарнире равен нулю;
б) расчленение составной системы на ее отдельные элементы. Расчленение производится по шарнирам, соединяющим элементы (диски);
в) расчленение составной системы на ее отдельные элементы с последующим построением «этажной схемы».
Рассмотрим последовательно все эти подходы.
1. 1. Расчет двухдисковых конструкций
Два диска (прямой стержень-балка; ломаный стержень-рама; криволинейный стержень, геометрически неизменяемая ферма) соединяются между собой шарнирно.
Пример 1. Двухдисковая балка (рис. 1).
1) Определение опорных реакций
|
|
|
У данной балки в опоре А возникают 3 опорные реакции: MA; RA; HA и в опоре С одна реакция – RС.
Рассмотрим все три приема определения опорных реакций.
А. Использование свойств шарнира В. Изгибающий момент в шарнире В правых сил запишется:
,
откуда 
.
Остальные опорные реакции определяются из 3-х уравнений статики.
1. 
; 
.
2. 
; 
; 
.
3. 
; 
; 
.
Знак минус указывает, что направлением МА мы ошиблись.
Б. Расчленение (разбиение) составной системы на отдельные элементы.
Рассечем по шарниру В нашу конструкцию и рассмотрим по отдельности оба элемента: балку АВ (рис. 2) и балку ВС (рис. 3).
Напоминаем, что в месте разреза (в шарнире В) возникает два неизвестных усилия RB и НB (рис. 2 и 3). Обратите внимание на направления этих усилий – они противоположно направлены.
Конструкция в целом была в равновесии, значит, и после рассечения каждый элемент находится в равновесии.
Для каждого из них справедливы уравнения статики.
Элемент АВ.
1. ; 
.
2. ; 
.
3. ; 
.
|
|
|
