МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Вологодский государственный технический университет»
(ВоГТУ)
Кафедра «Сопротивление материалов»
УТВЕРЖДАЮ:
Проректор по учебной работе
______________
«______»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины _______ «Теоретическая механика»___________________________
по специальности __270301 – «Архитектура»______________________________
Факультет ____инженерно-строительный_________________________________
Форма обучения _______очная___________ Блок дисциплин ___ЕН___________
Вологда
2011 год
Рабочая программа составлена на основании ГОС ВПО для специальности 270301 - «архитектура» и в соответствии с учебным планом специальности, утвержденным 30.04.2009,
на кафедре _____«Сопротивление материалов»________________________
____________ инженерно-строительного факультета __________________
Составитель рабочей программы
____доц. к. п.н.___ _________________ ___ ___
(подпись) (Ф. И. О.)
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры _«Сопротивление материалов»
Протокол заседания № ___от «____»___ 2011 г.
Заведующий кафедрой
«___»________20__г. _________________ _______
(подпись) (Ф. И. О.)
Одобрена научно-методическим советом _инженерно-строительного факультета_
Председатель научно-методического совета
«___»________20__г. _________________ __ __
(подпись) (Ф. И. О.)
СОГЛАСОВАНО:
Заведующий кафедрой «Архитектуры и градостроительства»
«___»________20__г. _________________ / /
(подпись)
ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ.
Согласно требованиям государственного стандарта задачи изучения дисциплины состоят в том, что студенты должны:
- знать принципы и методы расчета деформируемых систем, состоящих из стержней, методы определения размеров всех элементов конструкций по найденным в ходе расчетов внутренним усилиям;
- уметь определять общий вид сооружения в процессе его создания, назначать внутреннюю планировку здания, выбирать материал, из которого будут возведены части конструкции, назначать размеры частей конструкции на основе современных методов расчета;
- иметь представление о принципах работы элементов и конструкций сооружений различного назначения, о необходимости увязывать принимаемые архитектурно - планировочные решения с конструктивными решениями проектируемых сооружений.
ТРЕБОВАНИЯ К МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Теоретическая механика: общие положения, основные понятия аксиомы статики, простейшие плоские системы параллельных сил, произвольная плоская система сил, фермы, пространственная система сходящихся сил, теория пар в пространстве, центр параллельных сил и центр тяжести, основы кинематики и динамики.
Сопротивление материалов: основные понятия, растяжение сжатие, расчет на прочности при растяжении сжатии, напряженное состояние, геометрические характеристики, плоский изгиб, напряжения при изгибе, деформация при изгибе, статически неопределимые балки, кручение, сложное сопротивление, устойчивость прямолинейных систем.
Статика сооружений: общие сведения, кинематический анализ сооружений, понятие о статически определимых системах, статически определимые многопролетные балки, трехшарнирные рамы и арки, статически определимые фермы, общие теоремы строительной механики упругих систем, определение перемещений, понятие о расчете систем методом сил и методом перемещений, понятие о численных методах расчета статически неопределимых систем, понятие о расчете статически неопределимых арок, пространственных систем, понятие о расчете зданий и сооружений на горизонтальные воздействия, понятие о расчете подпорных стен.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ (НА ОДНОГО СТУДЕНТА) ПО СЕМЕСТРАМ И ВИДАМ ЗАНЯТИЙ
Виды занятий | Очное обучение | Общий объем часов |
3 семестр | ||
Количество занятий | ||
Лекции | 28 | 28 |
Лабороторные занятия | 34 | 34 |
Самостоятельная работа | 74 | 74 |
Всего | 136 | 136 |
Итоговый контроль | Экзамен |
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТА В СЕМЕСТРЕ ПО ВИДАМ РАБОТ
Виды занятий | Норма времени на одну работу | 3 семестр, количество часов занятия | Всего часов по рабочему учебному плану |
Подготовка к лекциям | 0.45 | 13 | 13 |
Подготовка к лабораторным работам | 0.45 | 15,3 | 15,3 |
Выполнение РГЗ | 10 | 30 | 30 |
Подготовка к контрольным работам | 0.5 | 2 | 2 |
Изучение дополнительной литературы | 10,7 | 10,7 | |
Подготовка к защите РГЗ | 1 | 3 | 3 |
Всего | 74 | 74 |
ЛЕКЦИОННЫЕ ЗАНЯТИЯ.
НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ, ИХ СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ В ЧАСАХ
I ЧАСТЬ
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ТЕМА 1. Анализ плоских стержневых систем
Основные понятия и аксиомы статики. Система сходящихся сил. Простейшие плоские системы параллельных сил. Геометрически изменяемые и неизменяемые, статически определимые и неопределимые системы. Степень свободы. Анализ геометрической структуры сооружений. Мгногвенно изменяемая система. Произвольная плоская система сил. Пространственная система сходящих сил. Теория пар в пространстве. Центр параллельных сил и центр тяжести. Основы кинематики и динамики. Уравнения статики. Определение реакций в связях с помощью уравнений статики. (2 час).
II ЧАСТЬ
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
ТЕМА 2. Основные понятия
Наука сопротивление материалов, связь её с другими общеинженерными и специальными дисциплинами. Внешние силы и их классификация: поверхностные, объёмные, сосредоточенные, активные и реактивные, постоянные и временные, статические и динамические. Расчетные схемы: стержни, балка, рама, пластина, оболочка, массивное тело. Внутренние силы, метод сечений. Гипотезы в курсе сопротивления материалов Принцип независимости действия сил, принцип Сен-Венана. Напряжения: нормальные, касательные, полные. Деформации: абсолютные, относительные Испытание материалов на растяжение и сжатие. (2 час).
ТЕМА 3. Центральное растяжение и сжатие прямого стержня
Центральное растяжение и сжатие. Продольные силы. Дифференциальная зависимость между продольной силой и нормальным напряжением. Эпюры продольных сил. Напряжения в поперечных сечениях стержня. Эпюры напряжений. Напряжения в наклонных сечениях стержня. Закон Гука. Деформации при растяжении и сжатии. Расчет на прочность и жесткость.
Учет собственного веса стержня при определении продольных сил, нормальных напряжений и деформаций, построение их эпюр. Температурные задачи (2 часа).
ТЕМА 4. Напряженное состояние
Напряженное состояние в точке упругодеформированного тела.
Тензор напряжений. Главные площадки и главные напряжения. Виды напряжённого состояния. Плоское напряженное состояние, прямая и обратная задачи. Обобщенный закон Гука. Критерии пластичности и разрушения (2 часа).
ТЕМА 5. Геометрические характеристики плоских сечений
Статический момент площади. Определение центра тяжести плоского сечения, центральные оси. Моменты инерции: осевой, полярный, центробежный.
Моменты инерции простых фигур. Определение моментов инерции при параллельном переносе осей, при повороте осей. Главные и главные центральные оси. Осевые моменты инерции относительно главных центральных осей. Моменты сопротивления. Радиусы инерции (2 часа).
ТЕМА 6. Плоский поперечный изгиб
Внешние силы, вызывающие плоский поперечный изгиб. Опоры, опорные реакции. Внутренние усилия, возникающие в поперечных сечениях в балке при изгибе: поперечная сила, изгибающий момент. Дифференциальная зависимость между поперечной силой, изгибающим моментом и интенсивностью распределенной нагрузкой. Напряжения в балке при чистом изгибе. Напряжения при поперечном изгибе. Расчёт на прочность при изгибе.
Метод Мора. Способы решения интеграла Мора (способы перемножения эпюр: способ Симпсона, способ Верещагина). (2 часа).
ТЕМА 7. Кручение
Внутреннее усилие при кручении, эпюры. Кручение бруса с круглым поперечным сечением. Чистый сдвиг и его особенности, закон Гука, напряжение. Условие прочности. Деформации. Кручение бруса с некруглым поперечным сечением (1 час).
ТЕМА 8. Сложное сопротивление
Косой изгиб. Внецентренное сжатие. Общий случай действия внешних сил на брус. Внутренние усилия и их эпюры в плоских и пространственных ломаных брусьях. Условие прочности. Определение напряжений (3 часа).
ТЕМА 9. Устойчивость прямолинейных стержней
Понятие об устойчивых и неустойчивых формах равновесия. Определение критических нагрузок. Формула Эйлера для определения критической силы, пределы её применимости. Зависимость критической силы от закрепления стержня. Формула критической силы Эгнессера-Ясинского. Полный график критических напряжений. Условие устойчивости (2часа).
III ЧАСТЬ
СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА
ТЕМА 10. Статика сооружений
Общие сведения. Общие теоремы строительной механики упругих систем. Кинематический анализ сооружений. Понятие о расчете статически определимых систем (2 час).
ТЕМА 11. Статически-определимые многопролетные балки
Определение внутренних усилий в многопролетных балках от неподвижной нагрузки. Построение линий влияния в простых балках, в многопролетных балках. Определение внутренних усилий в сечении при помощи линий влияния (2часа).
ТЕМА 12. Трехшарнирные арки и рамы
Трёхшарнирные системы. Определение опорных реакций, определение внутренних усилий в трёхшарнирной арке и раме (2 часа).
ТЕМА 13. Расчет статически-неопределимых систем
Метод сил. Статическая неопределимость. Основная система. Канонические уравнения метода сил. Определение коэффициентов канонических уравнений. Проверки коэффициентов и свободных членов канонических уравнений. Расчет статически неопределимых систем методом сил. Построение эпюр внутренних усилий. Использование симметрии.
Метод перемещений. Выбор неизвестных. Основная система. Канонические уравнения метода перемещений. Определение коэффициентов и свободных членов в канонических уравнениях. Проверки коэффициентов и свободных членов канонических уравнений. Построение эпюр внутренних усилий.
(4 часа).
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ, ИХ СОДЕРЖАНИЕ И ОБЪЕМ В ЧАСАХ.
1. Испытание на растяжение мягкой и жесткой стали с построением диаграмм растяжения. Определение модуля упругости (2 часа).
2. Испытание стали, чугуна и дерева на сжатие с построением диаграммы сжатия (2 часа).
3. Испытание пластмасс (ПВХ) на растяжение и сжатие (2 часа).
4. Испытание круглого металлического образца на кручение с определением модуля сдвига (2 часа).
5. Испытание винтовых пружин (2часа).
6. Определение напряжений с помощью электротензометрии (2 часа).
7. Испытание балки на изгиб с проверкой гипотезы плоских сечений и определение напряжений при чистом изгибе (2 часа).
8. Определение прогибов и углов поворота сечений балки при изгибе (2 часа).
9. Определение методом электротензометрирования главных напряжений в сечениях алки при поперечном изгибе (2 часа).
10. Обзор экспериментальных методов исследования напряженного и деформированного состояния (2часа).
11. Экспериментальная проверка теорем взаимности работ и взаимности перемещений (2 часа).
12. Определение реакций в статически неопределимой балке (2часа).
13. Определение напряжений и перемещений при косом изгибе (2 часа).
14. Определение напряжений при внецентренном сжатии (2 часа).
15. Определение главных напряжений при изгибе с кручением (2часа).
16. Исследование продольного изгиба в упругой стадии (2 часа).
17. Определение напряжений при продольно-поперечном изгибе (2 часа).
НАИМЕНОВАНИЕ И СОСТАВ
РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНЫХ РАБОТ
РПР №1 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ-ОПРЕДЕЛИМЫХ СИСТЕМ
Часть 1. Определение внутренних усилий и построение их эпюр в статически – определимых системах:
- в стержне с учетом собственного веса;
- в ферме;
- в консольной, однопролетной и многопролетной балке;
- в раме;
- в трехшарнирной арке.
Часть 2. Расчет на прочность и жесткость статически определимых систем.
РПР №2.
РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ–НЕОПРЕДЕЛИМОЙ РАМЫ МЕТОДОМ СИЛ
Определение степени статической неопределимости, выбор основной системы, определение коэффициентов канонических уравнений метода сил, проверка правильности коэффициентов и свободных членов канонических уравнений, построение эпюр внутренних усилий, определение перемещений в статически-неопределимой раме.
РПР №3
Часть 1. РАСЧЕТ СТЕРЖНЯ ПРИ СЛОЖНОМ СОПРОТИВЛЕНИИ.
1. Внецентренное сжатие. Определение напряжений. Построение эпюры нормальных напряжений. Расчет на прочность. Построение ядра сечения.
2. Пространственный ломаный брус. Построение эпюр внутренних усилий. Определение нормальных и касательных напряжений. Расчет на прочность.
Часть 2. УСТОЙЧИВОСТЬ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ.
Определение размеров поперечного сечения стержня, определение критической силы при изменении длины стержня, построение графика: s = ¦(l)
ЛИТЕРАТУРА
№ | Библиографическое описание | Кол-во экз. в библио- теке ВоГТУ | Наличие литера- туры на кафедре |
1.Основная. | |||
1.1. 1.2. 1.3. 1.4. | Сопротивление материалов с основами теории и пластичности: учебник для студентов строительных специальностей вузов/, , , ; под ред. . –М.:АСВ, 1995.-572с. Феодосьев, материалов: учебник для втузов/ .-М.:МГТУ, 2000.-591с. Сопротивление материалов (с основами строительной механики): учебник для вузов , , ; под ред. . –М.:ИНФРА-М, 2003.-478с. Сетков, механика для строительных специальностей: учебное пособие/ . –М.:Изд. центр «Академия», 2007.-387с. | 77 25 3 6 | - - - - |
2. Методическая | |||
2.1. | Сопротивление материалов: метод. указания и задания к расчет.-проектировоч. работам для самостоятельной работы студентов дневной формы обучения строительных специальностей: Ч.1, Ч.2, /сост. -Вологда: ВоГТУ.2006.-32с. | 52 | 10 |
3. Дополнительная. | |||
3.1. | Дарков, материалов: учебник для втузов /, . -5-е изд.,перераб. И доп..-М.:Высш. шк.,1989.-624с. | 34 | - |
Список литературы согласован
