Учебное пособие 2097

реку Енисей. По рациональности конструкция мост этот был признан одним из наиболее удачных решений вопроса перекрытия больших пролётов. В этом проекте для определения усилий в фермах автор впервые применил линии влияния.

Большую роль сыграли русские учёные также и в развитии теории упругости, теории пластичности, динамики сооружений, теории устойчивости. В классической строительной механике рассматривались только стержневые системы, поэтому, исходя из нужд практики, помимо общего курса строительной механики появились специальные курсы, где рассматривались нестержневые системы, которые тесно связывались с объектом проектирования, например: «Строительная механика корабля», «Строительная механика самолёта», «Строительная механика ракет».

Большое значение для развития строительной механики имели работы А.Ф. Смирнова, впервые широко применившего матричный аппарат при решении сложных задач.

Дальнейшее развитие строительной механики тесно связано с появлением электронных вычислительных машин (ЭВМ). Первоначально машина использовалась как инструмент для решения системы линейных уравнений, а далее был полностью автоматизирован весь процесс расчёта. На базе развития метода перемещений, широко используемого в практике расчёта стержневых систем на ЭВМ, и вариационно разностного метода теории упругости в строительной механике появился метод, который получил название метода конечных элементов (МКЭ). В настоящее время на базе МКЭ построены универсальные программные комплексы, позволяющие рассчитывать широкий класс конструкций.

Строительная механика вышла из рамок стержневых систем и стала фундаментальной наукой по расчёту конструкций и сооружений. Вооружённый знанием законов и правил современной строительной механики проектировщик получает возможность создавать сооружения не только надёжные, но и прочные в эксплуатации и экономичные. Строительная механика – это наука прикладная„ призванная обеспечить строительство инженерных сооружений современными методами статистического и динамического расчёта.

Задание 10. Прочитайте ещё раз первый и последний абзацы текста, вспомните первый текст. Запишите полное определение научной дисциплины «Строительная механика».

Задание 11. На основе своих записей подготовьте рассказ об истории развития, задачах и методах строительной механики. Представьте, что вы преподаватель и первый раз знакомите студентов с данной научной дисциплиной (студенты задают вопросы по ходу беседа).

181

ТЕМА 2. ВИДЫ НАГРУЗОК И СООРУЖЕНИЙ

Активная лексика: внешние силы, динамические эффекты, эксплуатация, рациональные методы, нагрузка, деформация, фундаментальная наука, инженерные сооружения, инерция, динамика, эффект, вибрация, интенсивность; сейсмический, аварийный, предварительный, сосредоточенный; рассматривать, использовать, удовлетворять, обеспечить, связывать, сформулировать, посвятить, утратить.

Грамматика: определительные отношения в простом и сложном предложении, глагольное управление.

Задание 1. Вспомните особенности падежного управления глаголов. Задайте вопрос и составьте словосочетания.

Задание 2. Составьте антонимические пары слов.

Стати?ческий, прису?тствовать, потеря?ть, нача?льный, динами?ческий, утра?тить, отсу?тствовать, коне?чный.

182

Задание 3. Прочитайте слова нерусского происхождения, переведите их на родной язык.

Ине?рция, дина?мика, эффе?кт, вибра?ция, нью?тон, интенси?вность, сейсми?ческий, авари?йный.

Задание 4. К выделенным словам приведите однокоренные слова.

Передавать нагрузку пла:вно, без толчко:в (толчо:к); пого:ннаядлина, приложить уси:лие, предвари:тельноенапряжение, непреры:вныйпроцесс, сосредото:ченныйгруз.

Задание 5. Определите тип конструкции: активная или пассивная; трансформируйте в противоположный тип.

a.По характеру действия во времени различают статические и динамические нагрузки.

b.Статическую нагрузку принимают не зависящей от времени.

c.Статическую нагрузку считают медленно возрастающей от нуля до конечного значения.

d.Линейная сплошная нагрузка измеряется её интенсивностью.

e.Поверхностная нагрузка измеряется нагрузкой, действующей на единицу поверхности в данной точке.

f.Интенсивность линейно распределённой нагрузки измеряется в килоньютонах на метр погонной длины.

g.В зависимости от назначения различают постоянную, временную и подвижную нагрузки.

h.По действующим нормативным документам различают основные сочетания нагрузок.

Задание 6. От глаголов в скобках образуйте причастия и употребите их в причастных оборотах.

1.При расчёте сооружения на динамическую нагрузку необходимо вводить силы инерции системы, (возникать) при колебаниях.

2.По способу приложения различают сосредоточенный груз и сплошную нагрузку, (распределить) по площади или по линии.

3.Сосредоточенный груз – это нагрузка в виде силы, (приложить) в одной точке.

4.Поверхностная нагрузка измеряется нагрузкой, (действовать) на единицу поверхности в данной точке.

5.Подвижная нагрузка – это нагрузка, (занимать) различное положение на сооружении.

183

Задание 7. Скажите по-другому.

1.По характеру действия во времени различают статические и динамические нагрузки.

2.Статическую нагрузку принимают не зависящей от времени.

3.При расчёте сооружения на динамическую нагрузку необходимо вводить силы инерции системы.

4.По способу приложения различают сосредоточенный груз и сплошную нагрузку.

5.Постоянная нагрузка – это нагрузка, которая постоянно действует на сооружение.

Задание 8. Прочитайте текст «Виды нагрузок» и заполните схему. Составьте вводную и заключительную части текста.

Виды нагрузок

По характеру действия во времени различают статические и динамические нагрузки. Статическую нагрузку принимают не зависящей от времени, она передаётся на сооружение спокойно, плавно, без толчков и вибраций, её считают медленно возрастающей от нуля до конечного значения.

Динамическая нагрузка быстро меняется со временем. При расчёте сооружения на динамическую нагрузку необходимо вводить силы инерции системы, возникающие при колебаниях, и динамические эффекты действия нагрузки.

По способу приложения различают сосредоточенный груз и сплошную нагрузку, распределённую по площади или по линии.

Сосредоточенный груз – это нагрузка в виде силы, приложенной в одной точке. Основной единицей силы в Международной системе единиц (СИ) является ньютон (Н).

Сплошная нагрузка – это нагрузка, распределённая непрерывно по данной площади или по данной линии. Линейная сплошная нагрузка, распределённая по длине, измеряется её интенсивностью, то есть нагрузкой, приходящейся на единицу длины в данной точке. Поверхностная нагрузка измеряется нагрузкой, действующей на единицу поверхности в данной точке. Интенсивность линейно распределённой нагрузки измеряется в килоньютонах на метр погонной длины, а интенсивность поверхностно распределённой нагрузки – в килоньютонах на квадратный метр.

В зависимости от назначения различают постоянную, временную и подвижную нагрузки. Постоянная нагрузка – это нагрузка, которая постоянно действует на сооружение (собственный вес, усилия предварительного натяжения и т.п.). Временная нагрузка действует на сооружение в отдельные промежутки времени, в другие же периоды она может отсутствовать (давление ветра, снега; полезная нагрузка, воспринимаемая сооружением). Подвижная нагрузка

184

– та, которая занимает различное положение на сооружении (поезд, автомобиль, толпа людей).

По действующим нормативным документам различают основные сочетания нагрузок (состоят из постоянных и временных), дополнительные сочетания (включают и кратковременные нагрузки) и особые сочетания (сейсмические, аварийные и др.).

Задание 9. Ответьте на вопросы.

1.По каким основаниям можно разделить нагрузки?

2.Чем различаются статические и динамические нагрузки?

3.Чем отличается сосредоточенная нагрузка от сплошной?

4.Чем измеряются линейная и поверхностная нагрузки?

5.В чём различие между постоянной, временной и подвижной нагрузками?

Задание 10. Из слов и словосочетаний составьте предложения.

1)Нагрузки, разделять, характер действия во времени, и, способ их приложения.

2)Характер действия во времени, различать, статические и динамические нагрузки.

3)Статическая нагрузка, принимать, не зависящая, время.

4)Статическая нагрузка, медленно, возрастать, нуль, конечное значение.

5)Динамическая нагрузка, быстро, меняться, время.

6)Способ приложения, различать, сосредоточенный груз, и, сплошная нагрузка.

7)Сплошная нагрузка, распределяться, площадь или линия.

8)Основная единица силы, Международная система единиц, являться, ньютон.

9)Линейная сплошная нагрузка, измеряться, интенсивность.

10)Интенсивность, линейно распределённая нагрузка, измеряться, килоньютон, метр погонной длины.

11)Временная нагрузка, действовать, сооружение, отдельные промежутки времени.

185

Задание 11. Соотнесите термины и их определения.

Задание 13. Познакомьтесь с видами сооружений (конструкций), которые встретятся вам в тексте.

сте?ржень

https://www.termokit.ru/catalog/radiatory_otopleniya

стержнева?я

конструкция

svarkaperm.ru

186

пласти?нка

https://ru.depositphotos.com/7298638/stock-photo-metal-plate.html

пласти?нчатая

конструкция

http://jest.by/catalog/pryamougolnye/

масси?вная

конструкция

(подпо?рная сте?на)

http://www.malolikto.ru/stroitelstvo/stroitel-stvo-podporny-h-sten.html

шарни?рное

соединение

https://www.syl.ru/article/296950/soedinenie-sharnirnoe-vidyi-i- naznachenie

187

жёсткий узел

http://buildingbook.ru/opornieuzlibalki.html

ба?лка

http://uminp.com/publikatsii/balka-dvutavrovaya-klassifikatsiya-i- primenenie/

ба?лочная

конструкция

http://metacon35.ru/svarnaya-balka/

ра?ма

vmasshtabe.ru

ра?мная

конструкция

http://pobedpix.com/derevyannye-kleenye-ramy

188

а?рка

http://sendvichstroy.ru/fast/arka

а?рочная

конструкция

http://samara.avizinfo.ru/ru-i-offer-i-category-i-stroitelistvo-i-id-i- 1173996-i-metallicheskie-konstruktsii-ljuboj-slozhnosti.html

вися?чая

конструкция

https://travel.rambler.ru/guide/Europe/Georgia/poi/35269/media/

распо?рная

система

http://xn--d1achkbrdhjeu.xn--p1ai/towns/

Задание 14. Прочитайте текст «Виды сооружений» и заполните схему.

ВИДЫ СООРУЖЕНИЙ

Различают сооружения плоские и пространственные, которые подразделяются по виду соединений в узлах; по геометрическому типу элементов, составляющих сооружение; по особенностям работы сооружения и т.д.

Плоским сооружением называют систему, осевые линии всех элементов которой расположены в одной плоскости.

189

Все пространственные сооружения имеют три измерения.

По геометрическому типу элементов сооружения могут быть стержневыми, пластинчатыми и массивными.

Сооружения, составленные из стержней, называют стержневыми. Сооружения, представляющие собой систему пластинок, называют

пластинчатыми.

Сооружения, три основных размера которых одного и того же порядка, называют массивными (например, подпорная стенка).

По виду соединений в узлах сооружения делятся на системы с шарнирными и с жёсткими узлами. В качестве примера первой системы можно указать ферму с шарнирными узлами, в качестве примера второй – раму с жёсткими узлами.

По особенностям работы сооружений различают балочные, рамные, арочные и висячие системы.

Балка представляет собой прямолинейный брус, работающий на изгиб. Балка при наличии обычной горизонтальной подвижной опоры является безраспорной системой, в которой вертикальная нагрузка вызывает только вертикальные опорные реакции.

В распорной системе с криволинейным или многоугольным очертанием оси (рама, арка) вертикальная нагрузка помимо вертикальных вызывает и горизонтальные составляющие реакций – распоры.

Рамой называют стержневую систему преимущественно с жёсткими соединениями в узлах. Стержни рамы работают одновременно на изгиб и осевое действие сил, причём изгибная деформация в раме преобладает.

Аркой называют криволинейный брус, закрепленный неподвижно двумя концами. Арка со сплошной стенкой работает на осевое сжатие и изгиб.

Часто применяют висячие системы, в которых цепи или кабели поддерживают балочную часть. В идеальной гибкой цепи или гибком кабеле возникает только растяжение.

Схема текста

плоские и пространственные сооружения

190