Раздел 2. Раздел 2. Сопротивление материалов

Описывает виды нагрузок, дей­ствующих на брусья, виды рас­четов в сопротивлении материалов.

Раскрывает сущность гипотез и допущений, принятых в со­противлении материалов.

Определяет внутренние уси­лия при различных видах нагру­жения, используя метод сечений.

Описывает виды нагружения и напряжения.

Объясняет отличия нормаль­ного напряжения от касательного.

Сформировать знания о прави­лах построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений, о концентрации напряжений, при­менении закона Гука, модуля про­дольной упругости и коэффици­ента Пуассона. Дать/понятие о механических испытаниях, диа­граммах растяжения пластичных и хрупких материалов, их меха­нических характеристиках.

Сформировать понятие о до­пускаемом напряжении, коэффи­циенте запаса прочности и мето­дике расчета на прочность.

Сформировать знания о пре­дельных состояниях и методике расчета по предельным состоя­ниям.

Тема 2.2. Растяжение и сжатие

Продольная сила. Гипотеза плоских сечений (ги­потеза Бериулли). Нормальное напряжение в попе­речных сечениях бруса. Построение эпюр продоль­ных сил и нормальных напряжений. Понятие о кон­центрации напряжений. Продольная и поперечная деформации, их связь при растяжении (сжатии). За­кон Гука. Модуль продольной упругости. Определе­ние перемещений поперечных сечений. Жесткость сечения бруса при растяжении и сжатии. Коэффици­ент Пуассона. Механические испытания материалов. Диаграммы растяжения пластичных и хрупких ма­териалов, их механические характеристики: пределы пропорциональности, текучести (физический и ус­ловный) и прочности. Характеристики пластических свойств: относительное остаточное удлинение при разрыве и относительное остаточное сужение. До­пускаемое напряжение и коэффициент запаса проч­ности по пределу текучести и пределу прочности. Основные факторы, влияющие на выбор коэффици­ента запаса прочности. Расчеты на прочность: про­ектировочный расчет, проверочный расчет, опреде­ление допускаемой нагрузки. Метод расчета по пре­дельным состояниям. Предельные состояния и на­дежность строительных конструкций. Коэффициен­ты надежности по нагрузке, материалу, назначению и условиям работы. Нормативные и расчетные на­грузки. Нормативные и расчетные сопротивления. Условие прочности при растяжении (сжатии). Три вида расчетов на прочность. Простейшие расчеты на прочность по предельным состояниям. Влияние соб­ственного веса бруса на возникающие в нем напря­жения и деформации. Понятие о брусе равного сопротивления.

Объясняет суть явления рас­тяжения или сжатия; метод оп­ределения продольных сил и нор­мальных напряжений.

Раскрывает принципы эпюр продольных сил, нормальных на­пряжений и перемещений попе­речных сечений бруса.

Излагает понятие «напряженное состояние».

Излагает методы испытания материалов на статическое рас­тяжение и сжатие.

Описывает диаграммы растя­жения и сжатия для различных материалов.

Раскрывает сущность допуска­емых напряжений и коэффици­ента запаса прочности.

Описывает методику расчета на прочность и формулирует усло­вия прочности при растяжении (сжатии).

Раскрывает сущность метода расчета на прочность по предель­ным состояниям.

Объясняет влияние собствен­ного веса бруса на его напряжение и деформации. Характери­зует брус равного сопротивления.

Сформировать понятие о чис­том сдвиге, срезе и смятии. Дать понятие о методике выполнения проверочных и проектных рас­четов на срез и смятие сварных, болтовых и других соединений элементов конструкций.

Тема 2.3. Сдвиг (срез), смятие Понятие о чистом сдвиге. Деформация сдвига. Мо­дуль сдвига. Практические расчеты на срез и смятие, основные расчетные предпосылки и расчетные фор­мулы, условности расчета. Расчетные сопротивления на срез й смятие. Примеры расчета заклепочных, бол­товых, сварных, клеевых соединений и сопряжений деревянных элементов на врубках по предельному состоянию.

Описывает деформацию чис­того сдвига, среза, смятия.

Излагает методику провероч­ных и проектных расчетов на срез и смятие сварных, клепаных, клееных, болтовых и других со­единений элементов конструкций, используя расчетные формулы.

Сформировать понятие о сущ­ности геометрических характе­ристик плоских поперечных се­чений (моментов инерции), о за­висимости между осевыми мо­ментами инерции относительно параллельных осей.

Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений

Понятие о геометрических характеристиках плоских поперечных сечений бруса. Моменты инерции: осевой (экваториальный), полярный и центробежный. Осевые моменты инерции простейших сечений: прямоугольно­го, треугольного, кругового и кольцевого.

Зависимость между осевыми моментами инерции относительно параллельных осей. Главные оси и глав­ные центральные моменты инерции. Определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии. Применение сор­тамента прокатных профилей.

Объясняет сущность геомет­рических характеристик сечения. Определяет главные центральные моменты инерции составных се­чений, используя формулы для центральных осевых моментов инерции площадей простых фи­гур. Раскрывает зависимость меж­ду моментами инерции относи­тельно параллельных осей. Объ­ясняет применение сортамента прокатных профилей.

Сформировать понятие о де­формации изгиба и внутренних усилиях, возникающих при из­гибе в поперечных сечениях бал­ки; о расчетах нормальных напря­жений при чистом изгибе и при поперечном изгибе.

Сформировать понятие о жест­кости сечения и осевого момента сопротивления сечения, о распре­делении по сечению нормальных и касательных напряжений при изгибе.

Сформировать знания об оп­ределении касательных напря­жений в поперечном сечении; о расчете на прочность по нормаль­ным и касательным напряжени­ям по первой группе предельных состояний.

Сформировать, понятие о линейных и угловых перемещени­ях при изгибе, об условии жест­кости, о расчете на жесткость с использованием таблиц и гото­вых формул.

Тема 2.5. Изгиб

Основные понятия и определения. Внутренние усилия в поперечном сечении бруса при прямом из­гибе: поперечная сила и изгибающий момент. Диф­ференциальные зависимости между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изги­бающим моментом. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Основные правила по­строения эпюр. Вывод формулы нормальных, на­пряжений при чистом изгибе в произвольной точке поперечного сечения бруса. Жесткость сечения. Рас­пространение формул, полученных для чистого из­гиба, на поперечный изгиб. Понятие об осевом мо­менте сопротивления сечения. Формула Журавского для касательных напряжений в поперечных сечени­ях балок. Эпюры касательных напряжений для ба­лок прямоугольного и двутаврового сечений. Расчет балок на прочность по нормальным напряжениям. Расчет балок по, первой группе предельных состоя­ний: проверка прочности, подбор сечения, опреде­ление несущей способности. Рациональные, формы сечений балок, применяемых в строительстве.

Расчет прочности балок по касательным напря­жениям. Случаи, в которых необходима проверка прочности балки по касательным напряжениям. По­нятие об автоматизированном подборе сечений на ПЭВМ. Понятие о линейных и угловых перемеще­ниях при прямом изгибе. Примеры определения ли­нейных и угловых перемещений сечений статически определимых балок. Условие Жесткости и практиче­ский расчет балок на надежность при изгибе по вто­рой группе предельных состояний с использованием ПЭВМ, готовых таблиц и формул.

Определяет изгиб в зависи­мости от внешней нагрузки, действующей на брус, и внут­ренних усилий. Объясняет пра­вила построения эпюр попереч­ных сил. и изгибающих момен­тов по характерным точкам с использованием дифференци­альной зависимости.

Объясняет распределение нор­мальных и касательных напря­жений по сечению при изгибе.

Излагает методику выполнения проектных и проверочных рас­четов на прочность и жесткость статически, определимых брусь­ев при прямом поперечном из­гибе.

Определяет рациональную форму поперечного сечения, бруса (в целях экономии материала).

Излагает методику определения линейных и угловых перемещений при изгибе с использованием готовых формул и справочных таблиц, методику расчета на жесткость.

Сформировать понятие о косом изгибе, распределении в сечении нормальных напряжений при ко­сом изгибе. Сформировать знания о порядке расчета на прочность по предельному состоянию, мето­дике определения прогибов.

Дать понятие о внецентренном сжатии (растяжении), об эксцен­триситете, распределении нормаль­ных напряжений по сечению при данном виде нагружения.

Сформировать понятие о ядре сечения и его свойствах.

Тема 2.6. Сложное сопротивление

Косой изгиб, основные понятия и определения. Силовые плоскости и линии. Нормальные напряже­ния в поперечном сечении бруса при косом изгибе. 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 при внецен­тренном сжатии. Уравнение нулевой линии. Постро­ение эпюр нормальных напряжений. Ядро сечения и его свойства. Построение контура ядра простейших сечений (прямоугольного, кругового).

Объясняет явление косого из­гиба.

Определяет нормальные напря­жения, излагает порядок расчета на прочность при косом изгибе и внецентренном сжатии.

Раскрывает понятие ядра про­стейших сечений (прямоугольно­го, кругового) и прокатных про­филей (двутавра, швеллера):

Сформировать умения об ус­тойчивых и неустойчивых фор­мах равновесия центрально-сжа­тых стержней, о явлении продоль­ного изгиба, о критической силе и критическом напряжении.

Дать понятие о гибкости стер­жня и пределах применимости формулы Эйлера при расчетах иен-трально-сжатых стержней на, ус­тойчивость с применением коэф­фициента продольного изгиба, о рациональны^ формах поперечных сечений сжатых стержней.

Тема 2.7. Устойчивость прямолинейных 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.

Объясняет явление продоль­ного изгиба, раскрывает понятия критической силы, критического напряжения и гибкости стержня. Раскрывает пределы примени­мости формулы Эйлера.

Описывает методику расчета на устойчивость с применением коэффициента продольного из­гиба.

Объясняет выбор рациональ­ных форм поперечных сечений сжатых стержней.

Сформировать понятие о кру­чении прямого бруса, о скручи­вающем й крутящем моментах, о распределении напряжений в по­перечном сечении при кручении й о расчете валов на прочность и жесткость по допустимым на­пряжениям.

Тема 2.8. Кручение брусьев круглого поперечного сечения

Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Скручивающий и крутящий моменты. По­строение эпюр крутящих моментов. Напряжение и деформации в поперечном сечении бруса при кру­чении. Полярный момент сопротивления для круг­лого и кольцевого сечений. Расчеты на прочность и жесткость

Описывает различия между скручивающим и крутящим мо­ментами.

Объясняет особенности постро­ения эпюр крутящих моментов и касательных напряжений в по­перечном сечении бруса.

Определяет полярные момен­ты инерции и сопротивления для круга и кольца.

Излагает метод расчета на проч­ность и жесткость статически определимых систем.

Сформировать понятие о дей­ствии динамических нагрузок и появлении деформаций при уда­ре, о силе инерции.

Дать знания о приближенном методе расчета на прочность при ударе, о явлении усталости мате­риала.

Тема 2.9. Действие динамических и повторно-переменных нагрузок

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

Определяет напряжения и де­формации при ударе (приближен­ный метод расчета на прочность при ударе).

Объясняет явление усталости материала.

Сформировать понятие о зада­чах статики сооружений, о клас­сификации сооружений, о прие­мах замены действительных со­оружений расчетными схемами.

Дать понятие о неизменяемо­сти систем.

Раздел 3. основы строительной механики стержневых систем

Тема 3.1. Основные положения

Задачи строительной механики, ее связь с теорети­ческой механикой, сопротивлением материалов и смежными специальными дисциплинами. Основные рабочие гипотезы: допущение идеальных шарниров и абсолютно-жесткого защемления. Замена действитель­ных сооружений расчетными схемами, расчленение пространственных систем на плоские, неизменяемость систем. Расчетная схема сооружения. Классификация расчетных схем сооружений. Краткий обзор развития строительной механики стержневых систем.

Объясняет основные рабочие гипотезы строительной механики, стержневых систем, ее задачи. Раскрывает классификацию со­оружений.

Излагает приемы замены действительных сооружений расчет­ными схемами, понятие неизменяемость систем».

Дать понятие об анализе гео­метрической структуры сооруже­ний, об отличительных особенностях геометрически неизменя­емых, изменяемых и мгновенно изменяемых систем, об опреде­лении степени их свободы.

Тема 3.2. Кинематический анализ расчетных схем сооружений

Геометрически неизменяемые и изменяемые сис­темы. Степень свободы системы. Основные способы образования геометрически неизменяемых систем. Необходимое условие геометрической неизменяемости. Последовательность кинематического анализа. Мгновенно изменяемые системы.

Описывает геометрически неизменяемые, изменяемые системы. Объясняет геометрическую структуру сооружений.

Раскрывает понятие степени свободы системы.

Дать понятие о классификации ферм, геометрической неизменя­емости и статической определи­мости ферм, об определении сил в стержнях фермы различными методами.

Тема 3.3. Статически определимые плоские фермы

Общие сведения о фермах. 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 выреза­ния узлов и сквозных сечений (способы моментных точек и проекций). Графическое определение сил в стержнях фермы путем построения диаграммы Мак­свелла-Кремоны.

Расчет ферм на ПЭВМ.

Описывает классификацию ферм по назначению., направле­нию опорных реакций, очерта­нию поясов и системе решетки.

Излагает условия геометриче­ской неизменяемости и статиче­ской определимости ферм.

Описывает методику анализа геометрической структуры ферм и порядок определения анали­тическим способом опорных ре­акций и усилий в стержнях фер­мы методом вырезания узлов и сквозных сечений.

Дать понятие о составных ста­тически определимых балках, об их типах, условиях статистиче­ской определимости и геометри­ческой неизменяемости.

Сформировать понятие о ме­тодике построения эпюр попе­речных сил и изгибающих мо­ментов для многопролетных ста­тически определимых (шарнир­ных) балок.

Тема 3.4. Статически определимые составные балки

Основные сведения о миогопролетных 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. Понятие о наиболее выгодном располо­жении шарниров в балке (равномоментные балки)

Описывает геометрическую структуру составных статически определимых балок и характе­ризует их типы; объясняет схе­мы взаимодействия (этажные схе­мы) элементов шарнирных балок.

Излагает особенности постро­ения эпюр поперечных сил и из­гибающих моментов; определяет расположение шарниров в балке с целью превращения ее в равномоментную (наиболее эко­номичную с точки зрения расхо­да материала).

Дать понятие о рамных конст­рукциях, их типах, об анализе ста­тической определимости и осо­бенностях построения эпюр внут­ренних усилий, о методике проверки правильности их построе­ния по условиям равновесия же­стких узлов.

Тема 3.5. Статически определимые плоские рамы

Общие сведения о рамных конструкциях. Типы рам: однопролетные, многопролетные, одноярусные (од­ноэтажные), многоярусные (многоэтажные), состав­ные и специального назначения. Аналитический рас­чет простых рам. Построение эпюр поперечных сил,

изгибающих моментов и продольных сил. Проверка правильности построения эпюр по условиям равно­весия выделяемых из рамы узлов или отдельных про­извольных ее частей (статическая проверка).

Описывает типы рамных сис­тем, объясняет их статическую определимость.

Излагает особенности постро­ения эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продоль­ных сил, объясняет методику про­верки правильности их построе­ния по условиям равновесия же­стких узлов и отсекаемых час­тей рамы.

Сформировать понятие о трех-шарнирных системах, их типах и аналитическом способе расчета трехшарнирных арок (определе­ние опорных реакций, внутренних усилий и построение их эпюр).

Тема 3.6. Трехшарнирные системы

Общие сведения о трехшарнирных системах и их типах. Типы арок (бесшарнирные, двухшарнирныс, 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.

Описывает трехшарнирные сис­темы. Излагает классификацию арок, объясняет их отличия от ба­лок с криволинейной осью. Рас­крывает методику расчета трех­шарнирных арок аналитическим способом.

Определяет опорные реакции и значения внутренних усилий, возникающих в произвольном сечении арки.

Дать понятие о деформациях и перемещениях в статически оп­ределимых плоских системах с применением метода Мора и правило Верещагина.

Тема 3.7. Определение плоских статистически определимых систем

Деформации и перемещения, их обозначения. 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.

Объясняет методику определе­ния линейных и угловых пере­мещений в статически определи­мых рамах с применением метода Мора и правила Верещагина.

Сформировать понятие о ме­тодике расчета статически неоп­ределимых систем, степени их статической неопределимости, о составлении канонических урав­нений.

Сформировать понятие о рас­чете простейших комбинирован­ных систем, неразрезных балок с применением типовых таблиц и ПЭВМ.

Тема 3.8. Основы расчета статически неопределимых систем методом сил

Общее понятие о статически неопределимых сис­темах и их свойствах. Степень статической неопреде­лимости. Основная система и основные неизвестные. Канонические уравнения метода сил. Определение коэффициентов н свободных членов канонических уравнений. Принцип и порядок расчета статически неопределимых однопролетных простейших рам с одним или двумя лишними связями. Выбор рацио­нальной основной системы. Построение эпюр внут­ренних усилий. Статическая и кинематическая провер­ка правильности построения эпюр. Понятие о расче­те простейших комбинированных (составных) рам.

Общие сведения о неразрезных балках. Применение типовых таблиц и компьютерных программ для расчета статически неопределимых систем на ПЭВМ.

Определяет степень статичес­кой неопределимости рамных и балочных систем.

Объясняет выбор основной сис­темы, излагает каноническое урав­нение метода сил.

Раскрывает методику расчета статически неопределимых од­нопролетных балок и простей­ших рам с одной и двумя лиш­ними связями.

Описывает деформационную (кинематическую) проверку пра­вильности построения оконча­тельной эпюры изгибающих мо_г ментов.

Объясняет алгоритм расчета неразрезных балок с равными про­летами при равномерно распре­деленных и симметрично распо­ложенных в пролетах сосредо­точенных нагрузках.