Расчеты на прочность и жесткость при растяжении-сжатии и изгибе. Учебное пособие

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Р.И. Самсонова, М.О. Моисеенко, Н.А. Фурсова

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ И ЖЕСТКОСТЬ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ-СЖАТИИ И ИЗГИБЕ

Учебное пособие

2-е издание, переработанное

Томск Издательство ТГАСУ

2025

УДК 624.01: 531.6 (075.8)

ББК 22.25я7 С17

Самсонова, Р.И.

С17 Расчеты на прочность и жесткость при растяжении-сжатии и изгибе : учебное пособие / Р.И. Самсонова, М.О. Моисеенко, Н.А. Фурсова. – 2-е изд., перераб. – Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2025. – 72 с. – Текст : электронный.

ISBN 978-5-6051706-9-3

Учебное пособие содержит методические указания и задания для выполнения расчетно-графических работ, примеры решения задач и контрольные вопросы для подготовки к экзамену по изучаемой дисциплине.

Учебное пособие по дисциплине «Основы технической механики» предназначено для студентов очной формы обучения направления 08.03.01 «Строительство», профили «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», «Городское строительство», «Экспертиза и управление недвижимостью».

УДК 531.6(075.8) ББК 22.25я7

Рецензенты:

В.И. Савченко, канд. техн. наук, доцент кафедры строительной механики ТГАСУ; С.М. Шильников, канд. техн. наук, доцент, ведущий специалист

ООО ИКЦ «Промтехбезопасность».

2

4

ВВЕДЕНИЕ

Цель дисциплины «Основы технической механики» – обучение студентов основам расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость.

Цель расчета на прочность состоит в том, чтобы подобрать такой материал и размеры элементов сооружений, которые обеспечивали бы достаточную сопротивляемость разрушению от внешних воздействий.

Расчет на жесткость преследует цель оградить сооружение от недопустимых, сверхнормативных деформаций и перемещений, препятствующих его нормальной эксплуатации.

Расчет на устойчивость определяет способность конструкции сохранять свою первоначальную форму равновесного состояния, чтобы в ее элементах не появились дополнительные виды деформаций, которые не были предусмотрены первоначальным расчетом.

При изучении дисциплины «Основы технической механики» широко применяются знания, полученные при изучении смежных дисциплин: материаловедения, физики, теоретической механики, математики. Дисциплина «Основы технической механики» является основой для курсов металлических, железобетонных, деревянных конструкций, а также других дисциплин, связанных с расчетом и проектированием инженерных сооружений.

Цель данного пособия – изложить краткие рекомендации по выполнению разделов курсовой работы (см. Приложение), привести теоретические материалы и показать примеры расчетов задач по рассматриваемым темам. Данное учебное пособие позволит студентам получить дополнительные знания по расчету простейших стержневых конструкций на прочность и жесткость при растяжении-сжатии и изгибе.

5

1.РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

Исходные данные для решения задач выбираются студентами из таблиц вариантов в соответствии с двумя цифрами: номеру варианта по групповому журналу и номеру потока.

Номер схемы соответствует порядковому номеру студента в групповом журнале.

При выполнении расчетно-графических работ и подготовке к сдаче экзамена необходимо дополнительно изучить соответствующие разделы рекомендуемой литературы. Особое внимание необходимо обратить на контрольные вопросы, приведенные в данном учебном пособии.

Перед решением каждой задачи следует вычертить заданную схему и указать на ней все размеры и нагрузки.

В расчетно-графической работе нет необходимости повторять все положения теоретической части указаний (они нужны для уяснения рассматриваемого материала).

Работа выполняется на листах формата А4. Титульный лист оформляется по шаблону, показанному в Приложении.

Оформление расчетно-графической работы должно быть выдержано в стиле краткой пояснительной записки к производимым расчетам.

6

2. РАСТЯЖЕНИЕ-СЖАТИЕ

2.1. Задача № 1

Стальной ступенчатый стержень, выполненный из стали Ст3, находится под действием продольных сил F (рис. 1): модуль упругости Е = 2 · 105 МПа; расчетное сопротивление рас- тяжению-сжатию R = 235 МПа; предельно допустимая величина продольного перемещения сечения [u] = 2 мм; коэффициент

надежности по нагрузке γf = 1,2 [15]. Требуется:

–определить расчетную нагрузку;

–построить эпюры продольных сил (эпюра N), нормальных напряжений (эпюра σ) и продольных перемещений поперечных сечений стержня (эпюра u);

–проверить стержень на прочность и жесткость.

Для выполнения задачи № 1 используйте данные из табл. 1 и выберете схему по рис. 1. Номер схемы соответствует порядковому номеру студента в журнале группы.

Таблица 1

7

Рис. 1. Расчетные схемы к задаче № 1 (продолжение и окончание см. на с. 9, 10, 11)

8

Рис. 1. Продолжение (начало см. на с. 8, продолжение и окончание на с. 10, 11)

9

Рис. 1. Продолжение (начало см. на с. 8, 9, окончание на с. 11)

10