1289
.pdf
е р и я в н у т р и в у з о в с к и х СибАДИм е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И
Министерство науки высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
« ибирский государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Строительные конструкции»
С.А. Макеев, . . лександров
ДИНАМИКА УСТОЙЧИВОСТЬ СООРУЖЕНИЙ
Методические указания для практических работ
Омск ▪ 2019
УДК 624.011.1:624.011.78 ББК 38.55:38.56
М15
Согласно 436-ФЗ от 29.12-2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензент
канд. техн. наук, доц. О.В. Демиденко (СибАДИ)
СибАДИРабота утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве
методическ х указан й.
Макеев, Сергей Александрович.
М15 Д нам ка устойч вость сооружений [Электронный ресурс] : методические
указания для практ ческ х ра от / С.А. Макеев, А.А. Александров. – (Серия внутривузовск х метод ческ х указаний Си АДИ). – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ.
2019. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для автор зованных пользователей.
Содержат задан я порядок выполнения практических работ по дисциплине «Динамика и устойчивость сооружений». Способствуют более глубокому усвоению основных теоретических положений курса и развитию навыков расчета строительных конструкций на прочность и жесткость.
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.
Рекомендованы обучающимся очной формы обучения по специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализации «Строительство высотных большепролетных зданий и сооружений».
Подготовлены на кафедре «Строительные конструкции».
Текстовое (символьное) издание (1,1 МБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Техническая подготовка В.С. Черкашина
Издание первое. Дата подписания к использованию 21.02.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5
РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019
Практическиезанятия№ 1, 2, 3.
АНАЛИТИЧЕСКОЕ И ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ КОЛЕБАНИЙ СИСТЕМ С ОДНОЙ СТЕПЕНЬЮ СВОБОДЫ
Цель работы – Разработать математическую модель колебаний одномассовой системы: свободные без демпфирования, с демпфированием, вынужден-
СибАДИные колебания с силовым, кинематическим возбуждением, параметрические колебан я; разработка алгоритма интегрирования в среде Excel. Расчет круговой л нейной частоты, периода колебаний для статически определимого стержня с одной массой через коэффициент податливости.
Расчет дв жен я одномассовой системы при заданном начальном возмущении.
Исходные данные
Исследовать процесс коле ания груза массой m, размещенного посередине шести метровой двухопорной алки с поперечным сечением, составленным из двух прокатных двутавров. Собственным весом балки пренебречь.
Данная балка имеет в середине пролета вычисленную ранее* податливость δ11.
Порядок выполнения
Алгоритм исследования колебаний одномассовых систем в табличном процессоре MS Excel представлены в учебном пособии «Решение задач дина мики одномассовых систем»http://bek.sibadi.org/fulltext/esd262.pdf .
3
|
Контрольные вопросы к практическим занятиям № 1, 2, 3 |
|
1. |
Что такое частота собственных колебаний? |
|
2. |
Единицы измерения частоты круговой, линейной? |
|
3. |
Что такое период собственных колебаний? |
|
4. |
Формулы для определения частоты собственных колебаний одномас- |
|
|
совой системы при линейных колебаниях, угловых колебаниях. |
|
С |
|
|
5. |
истема единиц измерения при расчете динамики систем? |
|
6. |
Примеры параметрических колебаний в технике. |
|
7. |
Что такое с стема с кинематическим возбуждением? |
|
8. |
Что такое с стема с силовым возбуждением? |
|
9. |
Как вл яет демпфирование на амплитуду колебаний? |
|
рования |
. |
|
10.Пр рода демпф |
||
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ И ФОРМ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ СТЕРЖНЕЙ КАК СИСТЕМ С Р СПРЕДЕЛЕННОЙ МАССОЙ.
работыПрактическиезанятия№ 4, 5, 6.
РАСТЯЖЕНИЕ-СЖ ТИЕ, ИЗГИБ
колебаний двух массовыхАсистем. Определение частот собственный колебаний. Динамический расчет двухмассовой системы на силовое гармоническое
Цель – получить навыки и умение строить модели свободных
возмущение.
Динамический расчет двухмассовойДсистемы на кинематическое гармоническое возмущение.
Исходные данные
Размеры элементов, размещение опор, размещение и массы грузов (величины нагрузок не учитывать) согласовать с преподавателем (рис. 1, 2):
-Консольная балка загруженная на конце сосредоточенной и распределенной поперечной силой.
-Консольная балка загруженная на конце сосредоточенным изгибающим моментом.
-Двухопорная разрезная балка загруженная в середине пролета сосредоточенной поперечной силой.
-Многопролетная балка загруженная равномерно распределенной, неравномерно распределенной нагрузками. И
Порядок выполнения
Алгоритм решения задач динамики строительных конструкций представлены в учебниках «Динамика и устойчивость. Спецкурс»
4
https://drive.google.com/open?id=1M6K1IT_cAB_5ityi4nnFhquyDgD0tULU https://drive.google.com/open?id=1m3tce0Td-1Moa99UUzap-5JMM3_AdMbC
Си б А Д И
5
Си
б А Рис . 1 Поперечный изгибДстатически определимые системы
И
6
С |
|
и |
|
|
б |
|
А |
|
Д |
|
И |
|
Рис . 2 Поперечный изгиб статически неопределимые системы |
|
Контрольные вопросы к практическому занятию № 4, 5, 6 |
1. |
Что такое частота собственных колебаний? |
2. |
Единицы измерения частоты круговой, линейной? |
3. |
Что такое период собственных колебаний? |
4. |
Формулы для определения частоты собственных колебаний одномассо- |
|
вой системы при линейных колебаниях, угловых колебаниях. |
5. |
Система единиц измерения при расчете динамики систем? |
6. |
Чем задается силовое гармоническое воздействие? |
7. |
Что такое система с кинематическим возбуждением? |
8. |
Чем может задаваться в технике кинематическое возмущение? |
|
7 |
9. Что такое система с силовым возбуждением?
10.Как влияет демпфирование на амплитуду колебаний?
11.Как определяется коэффициент демпфирования в реальных конструкциях?
12.Природа демпфирования.
13.Влияние демпфирования на амплитуду колебаний.
14.Что такое податливость системы. Единицы измерений. С15.Что такое жесткость системы. Единицы измерений.
Практ ческиезанятия№ 7, 8, 9, 10, 11, 12.
цийРА ЧЕТ С УЧЕТОМ ПУЛЬСАЦИИ ВЕТРА ПО НОРМАМ РФ
Цель работы – получить навыки и умение выполнять расчеты конструк- с учетом пульсац ветра в ручном режиме по СП 20 и в среде ПК ЛИРА-
АПР. |
б |
|
|
Исходные данные |
|
Ручной расчет конструкций на прочность и жесткость с учетом пульса- |
|
|
А |
ции ветра по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» (рекламный щит на одной опоре, на двух опорах, рекламный щит на здании, высотная мачта, дымовая труба). Решение этих задач. Исходные данные согласовать с преподавателем.
|
Порядок выполнения |
Д |
|
|
|
|
|
|
Алгоритм решения конструкций с учетом пульсации ветра изложен в СП |
||
20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». |
И |
||
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы к практическим занятиям № 7, 8, 9, 10, 11, 12 |
||
1. |
Что такое частота собственных колебаний? |
|
|
2. |
Единицы измерения частоты круговой, линейной? |
||
3. |
Что такое период собственных колебаний? |
|
|
4. |
Формулы для определения частоты собственных колебаний одномассовой |
||
|
системы при линейных колебаниях, угловых колебаниях. |
||
5. |
Система единиц измерения при расчете динамики систем? |
||
6. |
Чем задается силовое гармоническое воздействие? |
||
7. |
Что такое система с кинематическим возбуждением? |
||
8. |
Чем может задаваться в технике кинематическое возмущение? |
||
9. |
Что такое система с силовым возбуждением? |
|
|
10. Как влияет демпфирование на амплитуду колебаний?
11. Как определяется коэффициент демпфирования в реальных конструкциях?
12. Природа демпфирования.
8
13.Природа пульсации ветра.
14.Техника ручного счета конструкций на ветровое воздействие с учетом пульсации.
15.Природа сейсмического загружения.
16.Техника ручного расчета конструкций на сейсмическое воздействие.
С |
Практическиезанятия№ 13, 14, 15. |
|||||||
|
|
|
|
|
||||
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ УСТОЙЧИВОСТИ ПРЯМЫХ СТЕРЖНЕЙ. ПОДБОР |
||||||||
|
|
|
ЕЧЕНИЙ. ВЛИЯНИЕ ТИПА ОПОР. УПРУГИЕ ОПОРЫ |
|||||
задачи |
||||||||
|
|
Цель работы – получить навыки и умение моделировать задачи про- |
||||||
дольной устойч вости строительных конструкций с подбором сечения по СП |
||||||||
16.13330.2017. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|||
|
|
|
б |
|||||
|
|
Вар ант схемы |
(рис. 3) |
|||||
|
|
|
|
|
А |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
Рис . 3 Вариант схемы стойки |
||
|
№ |
|
L, м |
|
с, тс/мм |
|
Сечение нижнего/верхнего |
|
|
1 |
|
3,0 |
|
5 |
|
Двутавр № 14/10 |
|
|
2 |
|
4,0 |
|
150 |
|
Коробка из 2х швеллеров № 20/20 |
|
|
3 |
|
6,0 |
|
1 |
|
Двутавр № 20/16 |
|
|
4 |
|
4,0 |
|
10 |
|
Коробка из швеллеров № 10/10 |
|
|
5 |
|
8,0 |
|
2 |
|
Двутавр № 16/16 |
|
|
6 |
|
10,0 |
|
200 |
|
Двутавр № 18/14 |
|
|
7 |
|
12,0 |
|
5 |
|
Коробка из швеллеров № 24/20 |
|
|
8 |
|
8,0 |
|
3 |
|
Двутавр № 18/10 |
|
|
9 |
|
6,0 |
|
10 |
|
Коробка из швеллеров № 10/10 |
|
|
10 |
|
14,0 |
|
40 |
|
Два двутавра № 18/18 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
Порядок выполнения
Алгоритм решения задач продольной устойчивости строительных конструкций с подбором сечения по СП 16.13330.2017. Аналитические решения задачи устойчивости представлены в учебниках «Динамика и устойчивость.
пецкурс»
https://drive.google.com/open?id=1M6K1IT_cAB_5ityi4nnFhquyDgD0tULU https://drive.google.com/open?id=1m3tce0Td-1Moa99UUzap-5JMM3_AdMbC
|
Контрольные вопросы к практическим занятиям № 13, 14, 15 |
|
устойчивость6. Устойч вость плоскости и из плоскости. |
||
С1. Кр т ческая с ла по Эйлеру. |
||
2. |
Коэфф ц енты приведения длины. Физический смысл. |
|
3. |
Расчет на |
по СНИП и СП, различия. |
4. |
Расчет по предельной ги кости. |
|
5. |
Конструкт вные решения по увеличению критической силы колонн. |
|
7.Что такое местная потеря устойчивости, редуцированные геометрическ е характер стики сечения.
8.Как ПК представляет результаты расчета на общую продольную устойчивость, местную устойчивость.б
ДВУХОПОРНАЯ БАЛКА ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕН Я ПОД ДЕЙСТВИЕМ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ НАГРУЗКИ
( ВАРИАНТЫ ЗАКРЕПЛЕНИЙ, ВАРИАНТЫ СЕЧЕН Й, ВАР АНТЫ ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ)
А ПрактическиеДзанятия №16, 17, 18.
Цель работы – получить навыки и умение моделировать критические силы и формы потери устойчивости балок из плоскости в ручном режиме (ана-
литически). |
И |
Исходные данные |
Двутавровая однопролетная балка по сортаменту проката пролетом 3, 6, 9 м с различными типами опор загруженная равномерно распределенной нагрузкой. Найти первые 3 критические нагрузки и соответствующие формы равновесия.
10