ГБОУ СПО Санкт-Петербургский техникум отраслевых технологий, финансов и права |
|
Методическая разработка
Техническая механика
раздел «Сопротивление материалов»
Преподаватель
СОГЛАСОВАНО
Протокол заседания ЦК № 08.02.01
№ 1 от « 03 » сентября 2014 г.
_________________
2014
Раздел 2. Сопротивление материалов
|
Глава 5. Общие положения о сопротивлении материалов ……………
5.1. Основные понятия ………………………………………………………………..
5.2. Основные модели и допущения, принимаемые при расчетах …..…………….
5.3. Классификация строительных конструкций ……………………………………
5.4. Внутренние силовые факторы – усилия ………………………………………..
5.5. Напряжения ………………………………………………………………………
5.6. Методы расчета строительных конструкций ………………………………….
Глава 6. Центральное растяжение и сжатие ……………………….
6.1. Продольные силы при растяжении и сжатии …………………………………
6.2. Напряжения и деформации при центральном (осевом) растяжении
и сжатии ……………………………………………………………………………..
6.2.1. Напряжения при растяжении и сжатии......…………………………….
6.2.2. Деформации при упругом растяжении и сжатии ………………………
6.3. Механические испытания строительных материалов ………………………
6.3.1. Испытание стали. Диаграмма растяжения стали ……..…………………
6.3.2. Испытание других материалов ………………………………………….
6.3.3. Расчет прочности центрально-растянутого (сжатого) элемента ………
Глава 7. Расчеты на срез и смятие ……………………………..
7.1. Понятие о срезе и смятии ……………………………………………………..
7.2. Расчет соединений по прочности на срез и смятие …………………………
7.2.1. Общие сведения ………………………………………………………….
7.2.2. Расчет болтовых соединений на срез и смятие…………………………
7.2.3. Расчет угловых сварных швов……………………………………………
Глава 8. Геометрические характеристики сечений ……………
Глава 9. Кручение …………………………………………………….
9.1. Общие положения. Эпюры крутящих моментов …………………………….
9.2 Напряжения и деформации при кручении вала ………………………………
9.3. Расчеты на прочность и жесткость при кручении ……………………………
Глава 10. Прямой поперечный изгиб………………………………
10.1. Общие понятия ………………………………………………………………….
|
10.2. Поперечные силы и изгибающие моменты при прямом поперечном изгибе ….
10.2.1. Дифференциальные зависимости между эпюрами «М», «Q» ……………..
10.2.2. Правила построения эпюр «Q», «М» ………………………………………..
10.3. Нормальные напряжения в поперечном сечении балки при прямом изгибе …
10.4. Касательные напряжения в поперечном сечении балки ………………………..
10.5. Понятия о линейных и угловых перемещениях при изгибе …………………….
10.6. Определение прогибов по правилу Верещагина ……………………………….
10.7. Понятие о расчете статически неопределимых балок …………………………
Глава 11. Напряженно-деформированное состояние в точке тела …
11.1. Понятие о прочности сложном напряженно-деформированном состоянии …
11.2. Напряженное состояние в точке тела ……………………………………………
11.3. Прочность конструкций и элементов ……………………………………………
Глава 12. Косой изгиб ……………………………………………………
12.1. Общие положения. Плоский косой изгиб ……………………………………….
12.2. Прямой изгиб с осевым растяжением ……………………………………………
12.3. Внецентренное сжатие ……………………………………………………………
12.4. Ядро сечения ………………………………………………………………………
Глава 13. Устойчивость сжатых стержней ……………………………
13.1. Понятие об устойчивости первоначальной формы элементов …………………
13.2. Практический метод расчета центрально-сжатых стержней на устойчивость…
Глава 14. Понятие о расчете конструкций на
динамические нагрузки …………………………………………………
14.1. Инерционные нагрузки …………………………………………………………..
14.2. Ударные нагрузки ………………………………………………………………….
14.2.1. Определение прогибов при падении груза на балку ……………………….
14.2.2. Забивка сваи – определение ее перемещений при ударе ………………….
14.3. Понятие о подвижных и переменных нагрузках ………………………………...
Приложение ………………………………………………………………………………
Список литературы …………………………………………….
Общие положения о сопротивлении материалов
Основные понятия
«Сопротивление материалов» представляет собой раздел «Технической механики», в котором рассматриваются методы расчета конструкций выполненных из различных материалов. Расчет конструкций необходимо производить для того, чтобы обеспечить их прочность, жесткость и устойчивость.
Прочность это способность конструкций и материалов воспринимать нагрузки и воздействия без разрушения.
Нагрузки на строительные конструкции передаются от веса опирающихся на них элементов зданий и сооружений, а также нагрузкой является их собственный вес. Кроме нагрузок на работу конструкций могут оказывать влияние различные воздействия, например, температурные, технологические, в результате просадки грунта и др. Выполняемые расчеты позволяют подобрать оптимальные размеры и форму конструкции, т. е. сделать ее не только прочной, но и экономичной, т. е. затратить на изготовление минимальное количество материалов.
Выполняя расчеты прочности, учитывают условия эксплуатации конструкции, т. к. ее прочность должна обеспечиваться в пределах необходимого (нормативного) срока эксплуатации. Нарушение условий эксплуатации может приводить к преждевременному разрушению.
Жесткость это способность конструкций сопротивляться нагрузкам без существенного изменения своих геометрических форм и размеров, до состояний, которые не позволяют продолжать или затрудняют эксплуатацию.
В противоположность понятию «жесткая конструкция» применяют термин «гибкая конструкция». Рассмотренные ранее связи в виде гибких нитей (тросы, канаты) обладают большой гибкостью, будучи закрепленные на опорах они провисают под собственным весом. В то же время, такие конструкции, как например, мостовые балки обладают значительной жесткостью, и их прогиб не заметен при движении по ним транспорта.
Устойчивость это способность конструкции при нагружении сохранять первоначальную форму, не выпучиваться. Потеря устойчивости конструкции приводит к ее искривлению, и дальнейшая эксплуатация становится невозможной.
Методы расчетов принятые в «Сопротивлении материалов» базируются на лабораторных исследованиях работы образцов материалов и исследовании работы отдельных конструкций, при их растяжении, сжатии, изгибе, кручении и др. воздействиях. Иногда, для более точного представления о возможностях воспринимать нагрузки и воздействия, испытаниям подвергают целые здания, или их крупные элементы.
Контрольные вопросы
1. При эксплуатации прогнулась балка покрытия и на покрытии стала скапливаться дождевая вода. К какому виду относится это нарушение: а) произошло нарушение прочности; б) балка обладает малой жесткостью; в) нарушена устойчивость?
2. Чем вызвана необходимость выполнять расчеты конструкций?
3. Как Вы понимаете, чем нагрузки отличаются от воздействий?
Основные модели и допущения, принимаемые при расчетах
В отличие от подходов «Теоретической механики», в которой тела рассматриваются в виде абсолютно твердых тел, которые не деформируются при воздействии на них нагрузок, в «Сопротивлении материалов» рассматриваются реальные тела подверженные деформациям, т. е. под действием нагрузок они сжимаются, растягиваются, закручиваются, изменяют свою форму и размеры.
Для упрощения расчетов в сопротивлении материалов вводится своя модель идеализированного деформируемого тела. В этой модели принимается ряд допущений для свойств материалов, из которых состоит тело, и допущений о характере их деформирования под нагрузкой:
1. Материалы, из которых изготавливают конструкции, рассматривают в виде однородной сплошной среды. Однородность материалов предполагает, что их физико-механические свойства одинаковы во всех направлениях. То есть материал одинаково сопротивляется нагрузкам при воздействии на любые произвольно выбранные места конструкции.
Фактически, все материалы, в отличие от модели идеализированного деформируемого тела, в большей или меньшей степени не однородны. Для стальных конструкций такие допущения вполне приемлемы, но для конструкций из древесины и ряда других материалов от таких допущений отказываются. Так у древесины прочность и деформации различны при ее нагружении вдоль и поперек волокон. У бетона, камня, кирпича, прочность на сжатие на порядок больше прочности на растяжение, и их нельзя считать однородными.
2. При расчетах считают, что материалы до некоторого предела работают упруго. На самом деле в строительных конструкциях применяют как упругие материалы, так и, проявляющие пластические свойства, так называемые упруго-пластичные материалы. Например, сталь при значительных нагрузках перестает вести себя как упругий материал.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 |
