Техническая механика (стр. 3 )

Расчет балок на прочность

А. По нормальным напряжениям. Расчет балок по первой группе предельных состояний: проверка прочности, подбор сечения, определение несущей способности. Рациональные формы сечений балок, применяемых в строительстве.

Б. По касательным напряжениям. Случаи, в которых необходима проверка прочности балки по касательным напряжениям. Понятие об авто­матизированном подборе сечений на ЭВМ.

Понятие о линейных и угловых перемещениях при прямом изгибе.
Приближенное дифференциальное уравнение изогнутой оси балки и его интегрирование. Примеры определения линейных и угловых перемещений сечений статически определимых балок.        

Условие жесткости и практический расчет балок по второй группе предельных состояний с использованием ЭВМ и готовых таблиц и формул.

Тема 2.6. Косой изгиб и внецентренное сжатие (растяжение)

Косой изгиб, основные понятия и определения. Силовые плоскости и линии. Нормальные напряжения в поперечном сечении бруса. Уравнение нулевой линии. Построение эпюр нормальных напряжений. Расчет на проч­ность при косом изгибе по предельному состоянию. Определение прогибов.

Понятие о внецентренном сжатии (растяжении). Условия возникно­вения внецентренного сжатия (растяжения). Понятие об эксцентриситете. Внецентренное сжатие бруса большой жесткости (случай, когда точка при­ложения силы лежит на одной из главных осей инерции, и общий случай). Нормальные напряжения в поперечном сечении бруса. Уравнение нулевой линии. Построение эпюр нормальных напряжений. Ядро сечения и его свойства.

Построение контура ядра простейших сечений (прямоугольного,  кругового). Расчет на прочность.

Тема 2.7. Устойчивость центрально-сжатых стержней

Понятие об устойчивых и неустойчивых формах равновесия цен­трально-сжатых стержней. Явление продольного изгиба. Критическая си­ла. Критическое напряжение. Гибкость стержня. Пределы применимости формулы Эйлера. Предельная гибкость. Эмпирическая формула Ясинского.

Расчет центрально-сжатых стержней на устойчивость с применением коэффициента продольного изгиба. Рациональные формы поперечного се­чения сжатых стержней.

Тема 2.8. Кручение брусьев круглого сечения

Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Скручиваю­щий и крутящий моменты. Построение эпюры крутящих моментов. Напря­жение в поперечном сечении круглого бруса, угол закручивания. Поляр­ный момент сопротивления для кругового и кольцевого сечений. Расчет валов по допускаемым напряжениям на прочность и на жесткость.

Тема 2.9. Понятие о действии динамических и повторно-переменных нагрузок

Основные понятия о динамических задачах сопротивления материа­лов. Расчет при известных силах инерции. Приближенный расчет на удар. Динамический коэффициент. Понятие об усталости материала. Прочность при переменных напряжениях.

Статика сооружений

Тема 3.1. Основные положения

Задачи статики сооружений, ее связь с теоретической механикой, со­противлением материалов и смежными специальными предметами. Основ­ные рабочие гипотезы: допущение идеальных шарниров и абсолютно жест - кого защемления, замена действительных сооружений расчетными схемами, расчленение пространственных систем на плоские, неизменяемость систем. Классификация сооружений и их расчетных схем: по расположению осей элементов и нагрузок, по геометрическим характеристикам элементов, в зависимости от направления опорных реакций, по методам расчета, по ки­нематическим признакам. Краткий обзор развития статики сооружений.

Тема 3.2. Исследование геометрической структуры плоских систем сооружений

Геометрически неизменяемые и изменяемые системы. Степень сво­боды. Необходимое условие геометрической неизменяемости. Анализ гео­метрической структуры сооружений. Мгновенно изменяемые системы.

Понятие о статически определимых и неопределимых системах.

Тема 3.3. Статически определимые плоские фермы

Общие сведения о фермах. Развитие форм поперечного сечения ба­лок и предпосылки перехода от балки к ферме. Классификация ферм: по назначению, направлению опорных реакций, очертанию поясов, системе решетки. Образование простейших ферм. Условия геометрической неиз­меняемости и статической определимости ферм. Анализ геометрической структуры ферм.

Аналитическое определение опорных реакций.

Аналитическое определение сил в стержнях фермы методом сквоз­ных сечений (способы моментных точек и проекций). Графическое опре­деление сил в стержнях фермы путем построения диаграммы Максвелла-Кремоны.

Понятие о расчете ферм на ЭВМ.

Тема 3.4. Линии влияния

Общие сведения о линиях влияния. Линии влияния сил в простой двухопорной балке. Линия влияния сил в консольной балке. Линии влия­ния при узловой передаче нагрузки. Линии влияния сил в стержнях ферм. Определение сил по линиям влияния от неподвижной и подвижной нагрузок.

Тема 3.5. Многопролетные статически определимые (шарнирные) балки

Основные сведения о многопролетных статически определимых (шарнирных) балках. Условия статической определимости и геометриче­ской неизменяемости. Анализ геометрической структуры. Типы шарнир­ных балок. Схемы взаимодействия (этажные схемы) элементов, состав­ляющих шарнирные балки. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Понятия о наиболее выгодном расположении шарниров в балке (равномоментные балки).

Тема 3.6. Статически определимые плоские рамы

Общие сведения о рамных конструкциях. Типы рам: однопролетные, многопролетные, одноярусные (одноэтажные), многоярусные (многоэтаж­ные), составные и специального назначения. Анализ статической неопре­делимости рамных систем. Построение эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил. Проверка правильности построения эпюр по условиям равновесия жестких узлов и отсекаемых частей рамы (статиче­ская проверка).

  Тема 3.7. Трехшарнирные арки

  Криволинейная балка. Общие сведения об арках. Типы арок (бесшар­нирные, двухшарнирные, трехшарнирные и арки с затяжками) и их элемен­ты. Аналитический способ расчета трехшарнирных арок. Определение опорных реакций, изгибающего момента, поперечной и продольной сил в произвольном сечении арки. Построение эпюр поперечных сил, изгибаю­щих моментов и продольных сил.

Выбор рационального очертания оси арки.

  Тема 3.8. Определение перемещений в статически определимых плоских системах

Деформации и перемещения. Общий принцип обозначения переме­щений. Формула Мора для элемента сооружения, испытывающего совмест­ную деформацию изгиба с растяжением (сжатием). Примеры определения перемещений в статически определимых плоских системах (рамах) мето­дом Мора с применением правила Верещагина.

Тема 3.9. Основы расчета статически неопределимых систем методом сил

Общие понятия о статически неопределимых системах. Степень ста­тической неопределимости. Основная система. Канонические уравнения метода сил. Принцип и порядок расчета статически неопределимых одно-пролетных балок и простейших рам с одним или двумя лишними неиз­вестными. Выбор основной рациональной системы, проверка правильности построения эпюр. Понятие о расчете простейших комбинированных (составных) рам. Расчет неразрезных балок. Применение типовых таблиц и компьютерных программ для расчета статически неопределимых систем на ЭВМ.

Тема 3.10. Подпорные стены

Общие понятия. Виды подпорных стен: массивные, тонкостенные (угловые) и шпунтовые. Расчетные предпосылки теории предельного рав­новесия.

Аналитическое определение активного давления (распора) и пассив­ного давления (отпора) сыпучего тела. Распределение давления сыпучего тела по высоте подпорной стены. Эпюра интенсивности бокового давле­ния. Проверка прочности и устойчивости (против опрокидывания и скольжения) массивных подпорных стен.

4. Вопросы для самопроверки

СТАТИКА

Материя и движение. Материальная точка и абсолютно твердое тело. Понятие силы. Классификация нагрузок. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Аксиома связей. Сложение двух сходящихся сил. Разложение силы на две составляющие. Графическое определение равнодействующей сходящихся сил на плоскости. Проекция силы на ось. Аналитическое определение равнодействующей сходящихся сил  на плоскости. Случай трех непараллельных сил (теорема). Графическое условие равновесия сходящихся сил на плоскости. Применение  графического  условия  равновесия  сходящихся  сил  на плоскости к решению задач. Аналитическое условие равновесия сходящихся сил на плоскости. Применение аналитического условия равновесия сходящихся сил на плоскости к решению задач. Плечо, знак, момент пары сил. Свойство пары сил и условие их равновесия. Момент силы относительно точки, свойства момента силы. Приведение силы к данному центру. Приведение системы сил, произвольно расположенных на плоскости, к центру. Частные случаи приведения сил к центру. Теорема о моменте равнодействующей. Условие равновесия  плоской системы  произвольно расположенных сил. Три вида уравнений статики. Сложение двух параллельных сил, направленных в одну и в противо­положные стороны. Центр тяжести и методы его определения. Центр тяжести простых геометрических фигур. Определение центра тяжести сложных фигур геометрической формы. Определение центра тяжести составных фигур из прокатного профиля. Устойчивость равновесия тел на плоскости.

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Понятие о прочности, жесткости, устойчивости. Понятие о пластичных и хрупких материалах. Виды деформаций. Основные допущения и принципы, используемые в сопротивлении материалов. Определение внутренних силовых факторов. Напряжения. Растяжение и сжатие. Понятие о продольной силе. Нормальное напряжение в поперечных сечениях растянутого бруса. Эпюры продольных сил N и нормальных напряжений а, порядок их построения. Деформации при упругом растяжении и сжатии. Закон и формула Гука при растяжении и сжатии. Механические испытания материалов. Диаграммы растяжения и сжатия малоуглеродистой стали. Понятие о наклепе. Понятие о ползучести и релаксации. Диаграммы растяжения и сжатия хрупкого материала. Понятие об условном пределе текучести. Понятие о предельном состоянии конструкции и факторах, его вызы­вающих.         Коэффициенты надежности. Нормативные и расчетные сопротивления материалов. Условия прочности при растяжении и сжатии. Три типа задач на прочность. Влияние собственного веса на напряжения при растяжении и сжатии. Сдвиг. Деформации и напряжения. Закон Гука при сдвиге. Расчетные формулы на срез и смятие. Расчет на срез заклепочных соединений. Расчет на смятие заклепочных соединений. Расчет сварных соединений, выполненных встык. Расчет сварных соединений, выполненных внахлест. Расчет деревянных сопряжений. Статический момент плошали, его свойства. Осевой и полярный моменты инерции, их взаимозависимость. Момент инерции простых геометрических фигур. Момент инерции относительно оси. параллельной центральной. Определение моментов инерции составных фигур относительно главных центральных осей инерции - осей симметрии. Изгиб. Понятие о поперечной силе и изгибающем моменте. Правило знаков.         Построение эпюр Q и М методом сечения для простейших балок. Дифференциальная зависимость между нагрузкой, поперечной силой и изгибающим моментом. Правила построения эпюр Q и М методом прохода по характерным точкам с использованием дифференциальной зависимости. Определение нормальных напряжений при изгибе. Распределение нормальных напряжений при изгибе по высоте сечения балки. Расчет балок на прочность. Три типа задач. Момент сопротивления балки (IV), его определение для простейших сечений. Понятие о наиболее рациональном сечении балки. Определение касательных напряжений при изгибе. Распределение касательных напряжений по высоте сечения балки. Расчет балок на сдвиг. Частные формулы определения касательных напряжений для прямоугольного и круглого сечений. Расчет балок на жесткость с помощью готовых формул. Три типа задач. Внецентренное растяжение и сжатие. Определение напряжений и ра­счет на прочность. Ядро сечения, определение его для прямоугольного и круглого сечений при внецентренном растяжении и сжатии. Устойчивость сжатого стержня. Факторы, влияющие на устойчивость. Определение критической силы сжатого стержня по формуле Эйлера и предел ее применимости. Гибкость стержня и ее зависимость от способа закрепления концов стержня. Радиус инерции, определение его для простейших сечений. Расчет центрального сжатого стержня на устойчивость по строительным нормам и правилам с помощью коэффициента снижения расчетного сопро­тивления. Понятие о действии динамических нагрузок и пределе выносливости материала.

СТАТИКА СООРУЖЕНИЙ