Методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни “Будівельна механіка (спецкурс)”. Частина 2 (Статично невизначні системи)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ  УКРАЇНИ

ПОЛТАВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 ІМЕНІ ЮРІЯ КОНДРАТЮКА

БУДІВЕЛЬНИЙ   ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра опору матеріалів і будівельної механіки

Методичні вказівки

та контрольні завдання з дисципліни

“Будівельна механіка (спецкурс)”

для студентів денної форми навчання

Частина 2

(статично невизначні системи)

Полтава  2003

Методичні вказівки та контрольні завдання з дисципліни “Будівельна механіка (спецкурс)” для студентів денної форми навчання. Частина 2 (статично невизначні системи).– Полтава: Полт НТУ, 2003.– 29 с.

Укладачі:

О.А.Шкурупій, кандидат технічних наук, доцент; Б.П.Митрофанов, кандидат технічних наук, доцент; А.М.Пащенко, старший викладач.

Відповідальний за випуск - завідувач кафедри опору матеріалів і будівельної механіки О.В.Горик, кандидат технічних наук, професор.

Рецензент:

доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри конструкцій із металу, дерева та пластмас С.Ф.Пічугін

                               Затверджено

на   засіданні   ради   університету

протокол  № 11 від 30.05.2003 р.

Літературний редактор                    Н.В.Жигилій

Коректор                                              Н.О.Янкевич

ЗМІСТ

ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ.. 4

СТАТИЧНО НЕВИЗНАЧНІ СТРИЖНЬОВІ СИСТЕМИ.. 5

1. Статично невизначні системи і їх ознаки. 5

2. Метод сил. 5

2.1 Особливості розрахунку статично невизначних двошарнірних арок. 7

3. Метод переміщень. 10

ЛІТЕРАТУРА.. 13

Додаток А.. 14

Формули для розрахунку стрижневих систем на міцність методом переміщень у розгорнутій формі 14

Додаток Б. 15

Моменти і поперечні сили на кінцях окремих елементів основної системи методу переміщень від зовнішнього навантаження та температурних впливів. 15

Додаток В.. 16

Таблиці вихідних даних для виконання РГР. 16

Додаток Г. 18

Розрахункові схеми рам для РГР №1. 18

Додаток Д.. 22

Розрахункові схеми арок для РГР №2. 22

Додаток Е. 24

Розрахункові схеми рам для РГР №3. 24

Додаток Ж... 28

Екзаменаційні питання з курсу “Будівельна механіка” (спецкурс) 28

ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ

      Методичні вказівки розроблені відповідно до навчальної програми з дисципліни “Будівельна механіка (спецкурс)” (напрям підготовки 0921 – “Будівництво”) для студентів будівельних спеціальностей: "Промислове і цивільне будівництво" (спеціалізації “Сільськогосподарське будівництво”, “Проектування і спорудження об’єктів нафтогазодобувного комплексу”); “Міське будівництво та господарство” й ін.

Основна форма вивчення курсу будівельної механіки для студентів – це самостійна робота з навчально-методичною літературою і виконання розрахунково-графічних робіт ( у подальшому РГР).

      Вивчення цього спецкурсу будівельної механіки потрібно розпочинати із засвоєння теоретичного матеріалу у підручниках, навчальних посібниках. Після цього рекомендується розпочати розв’язання задач, які наведені у підручниках та посібниках, а потім виконувати індивідуальні завдання (РГР №1, №2, №3).

      Основні розділи спецкурсу будівельної механіки викладаються студентам на лекціях і практичних заняттях, на яких роз’яснюються та доповнюються основні положення.

      Дані для виконання РГР №1, №2, №3 вибираються студентом із таблиць за шифром. Шифр варіанта складається із трьох цифр і визначається згідно з номером залікової книжки студента.

      Першу цифру шифру визначають як останню із суми всіх цифр номера залікової книжки студента. Наприклад, номер залікової книжки студента - 21486. Тоді сума всіх цифр буде дорівнювати 2+1+4+8+6=21. Таким чином, перша цифра шифру буде дорівнювати 1.

      Другу цифру шифру визначають як останню із суми всіх цифр номера залікової книжки студента без урахування першої. Тоді сума цих цифр буде дорівнювати 1+4+8+6=19. Отже,  друга цифра шифру - 9.

      Третю цифру шифру визначають як останню з усіх цифр номера залікової книжки студента. Наприклад, номер залікової книжки студента - 21486. Тоді третя цифра шифру буде 6.

      Остаточний шифр варіанта, згідно з номером залікової книжки 21486, буде 196. Значення вихідних даних для розрахунку відповідних частин курсової роботи (геометричних розмірів,  навантажень тощо) необхідно брати з таблиць у рядках 1, 9 і 6.

      Номер розрахункової схеми для всіх завдань визначається двома останніми цифрами номера залікової книжки. Якщо число, яке визначене двома останніми цифрами номера залікової книжки, більше ніж 30 або 60, або 90, тоді для визначення номера розрахункової схеми необхідно відняти від нього відповідно 30 або 60, або 90. Наприклад, номер залікової книжки студента - 21486. Тоді номер розрахункової схеми буде дорівнювати 86-60 = 26.

      Розрахунково-графічні роботи виконуються відповідно до Положення про виконання курсових проектів та робіт Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка і виданого завдання. Всі рисунки необхідно виконувати з дотриманням лінійних та силових масштабів на аркушах формату А4. На епюрах необхідно вказувати характерні значення ординат, а в масштабах указати їх розмірність.

СТАТИЧНО НЕВИЗНАЧНІ СТРИЖНЬОВІ СИСТЕМИ

ПРОГРАМА ТА МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ТЕМ КУРСУ

1. Статично невизначні системи і їх ознаки

Література: /1/ с.309-316; /2/ 193-198; /3/ с.233-238; /4/ с.101-102; /5/ с.129-132.

Основні поняття та ключові слова розділу: статично невизначні системи, зайві в’язі, властивості статично невизначних систем.

Поняття про статично невизначні системи (надалі – СНС). Визначення кількості зайвих в’язей. Властивості статично невизначних систем: наявність зайвих в’язей, що підвищує несучу здатність; більша, ніж у статично визначних системах, жорсткість; залежність внутрішніх зусиль від співвідношення жорсткостей елементів конструкцій; температурні впливи та переміщення опор призводять до виникнення внутрішніх зусиль. Методи розрахунку статично невизначних систем.

Питання та завдання для самоконтролю

1  Що таке статично невизначна система?

2  Основна ознака статично невизначної системи.

3  Властивості статично невизначних систем та їх обґрунтування.

4  Основні методи розрахунку СНС.

2. Метод сил

Література: /1/ с.316-349, 361-368; /2/ 198-231, 238-249; /3/ с.238-258; /4/ с.102-131; /5/ с.132-135, 154-191.

      Основні поняття та ключові слова розділу: ступінь статичної невизначності системи, основна система та основні невідомі, канонічні рівняння, матриця податливості, вектор вільних членів, ортогональні епюри.

Ступінь статичної невизначності плоских систем. Сутність методу сил. Основна система методу сил. Канонічні рівняння. Обчислення і перевірка коефіцієнтів та вільних членів канонічних рівнянь. Матриця податливості системи й вектор вільних членів канонічних рівнянь. Ортогоналізація епюр. Побудова епюр внутрішніх зусиль (М, Q, N) та їх перевірка. Загальний алгоритм розрахунку статично невизначних систем методом сил. Визначення переміщень у статично невизначних системах. Урахування симетрії. Матрична форма методу сил. Розрахунок СНС на зміну температури та переміщення опор.

Методичні вказівки

      Метод сил є одним із основних для розрахунку СНС. Його засвоєння необхідне при подальшому проектуванні конструкцій, будівель і споруд та успішного вивчення інших тем курсу.