Министерст0во образования и науки Российской Федерации
Федеральное агенство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Курский государственный университет»
Художественно-графический факультет
Кафедра технической графики
Бойко Э.И.
Основы строительной физики
Учебно-методическое пособие для студентов очного отделения специальности "Искусство интерьера"
Курск – 2009
Печатается по решению
редакционно - издательского
совета университета
Бойко Э.И. Основы строительной физики. Учебно-методическое пособие по строительной физике для студентов очного отделения ХГФ, специальность "Искусство интерьера". – Курск: КГУ, 2008. – 120 с.
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов очного отделения направления 070603 "Искусство интерьера" по дисциплине "Основы строительной физике" блока общепрофессиональных дисциплин. Пособие применяется при изучении элементов механики, сопротивления материалов и общих вопросов архитектурной физике (климатологии, светологии, источника искусственного света, цвета и цветопередачи, акустики и вопросов борьбы с шумами).
Рецензент: Соколов В.С., к.т.н., доцент
Курский государственный университет, 2008
Основы строительной физики
ДИСЦИПЛИНА «Основы строительной физики» включена в федеральный компонент цикла общих математических и естественно-научных дисциплин основной образовательной программы подготовки по специальности «искусство интерьера». Дисциплина является базовой в системе подготовки выпускников классического университета.
Рабочая программа разработана в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования (ГОС ВПО) по специальности «искусство интерьера». Учтена примерная программа дисциплины, составленная федеральным агентством по образованию Министерства образования и науки Российской федерации.
Функциональное назначение дисциплины – заложить фундамент знаний основных понятий и положений, используемых при проектировании интерьера жилых и общественных помещений.
Курс «основы строительной физики» состоит из следующих разделов:
Элементы механики.
Элементы теории сопротивления материалов.
Элементы климатологии.
Основы светологии.
Элементы акустики и борьбы с шумами.
Раздел 1. Элементы механики.
1.1. Разделы механики, основные понятия.
Человеческое общество живёт и развивается в материальной среде; человек активно действует на окружающий его мир, состоящий из огромного количества предметов. Тела действуют друг на друга, в результате их взаимодействия происходит изменение взаимного расположения тел – возникает движение, происходящее в пространстве и времени, или изменение формы и размеров – деформирование.
Рассмотрение движения, введение величин его характеризующих, законов, связывающих эти величины, изучение причин, вызывающих движение и законов, связывающих причины и следствие их действия, а также условий, обеспечивающих равновесие тел, и составляет содержание науки, называемой механикой.
Механика содержит три раздела:
Кинематику, изучающую движение, как процесс изменения положения тела без изучения причин его возникновения в пространстве и времени. Вводятся понятия и величины, описывающие этот процесс, а также формулы (законы), связывающие их между собой.
Динамику, изучающую причинно-следственные связи изменений в окружающем мире. Для этого вводятся величины, количественно характеризующие действие тел друг на друга, и их взаимосвязь с величинами, характеризующими результат взаимодействия тел.
Статику, изучающую условия равновесия тел, и законы, обеспечивающие его.
Основные понятия.
Во всех трёх разделах механики есть общие понятия и термины, упрощающие подход к рассмотрению явлений. Первое – наиболее простое – материальная точка. Материальной точкой называют тело, обладающее массой, но не имеющее геометрических размеров. В природе таких тел не существует. Мы будет считать материальной точкой тела, имеющие очень малые размеры, и тела, размерами которых в конкретной задаче можно пренебречь. Одно и то же реальное тело в зависимости от поставленной задачи можно рассматривать либо как материальную точку, либо как тело, размерами которого нельзя пренебрегать.
Любое тело представляет систему материальных точек (реально это атомно-молекулярное строение веществ).
Абсолютно – твёрдое тело – следующая абстрактная модель. Абсолютно – твёрдое тело – неизменяемая система материальных точек при всех внешних воздействиях. Таких тел в природе также не существует, но во многих задачах можно пользоваться этой моделью, если нас не интересует взаимное перемещение частиц тела.
Реальное твёрдое тело характеризуется сохраняемой массой, формой и размерами в нормальных условиях при отсутствии внешнего действия со стороны других тел. При проявлении действия других тел происходят изменения формы, размеров и других параметров исследуемых тел.
Реальные твёрдые тела могут иметь кристаллическую или аморфную структуру. Кристаллические тела имеют разные типы кристаллических решёток, обладают полиморфизмом, чаще всего имеют поликристаллическую структуру, что в свою очередь обеспечивает изотропность свойств поликристаллов в отличие от анизотропности монокристаллов.
В кинематике классической (нерелятивистской) механики мы используем две модели – материальную точку и абсолютно-твёрдое тело.