Строительная механика. Методические указания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Строительный факультет

Кафедра строительной механики

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Методические указания

Санкт-Петербург

2013

1

УДК624.04

Рецензент д-р техн. наук, профессор Л. Н. Кондратьева (СПбГАСУ)

Строительная механика: метод. указания / cост. О. В. Голых;

СПбГАСУ. – СПб., 2013. – 28 с.

Приводятся методические указания к выполнению расчетно-графичес- ких работ и схемы заданий к ним. Указания составлены с учетом специфики обучения студентов очной формы направления 270900 – градостроительство.

Табл. 5. Ил. 6. Библиогр.: 6 назв.

2

При изучении курса строительной механики студентывыполняют три расчетно-графические работы (РГР).

СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

РГР № 1.Растяжение и сжатие.

Задача № 1.1. Определение усилий и напряжений при осевом растяжении (сжатии).

Задача № 1.2. Расчет плоской статически определимой балочной фермы.

РГР № 2.Плоский изгиб.

Задача № 2.1. Расчет шарнирно-консольной балки и подбор сечения.

Задача№2.2.Расчет трехшарнирной рамыипроверкапрочности сечения.

РГР № 3. Определение геометрических характеристик поперечных сечений стержней.

ПОРЯДОК ПОЛУЧЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

Исходные данные для выполнения каждой работы студент выписываетизтаблицвсоответствиисосвоимучебнымшифром.Шифромявляютсятрипоследниецифрыномеразачетнойкнижкиилистуденческого билета. Например, если номерзачетнойкнижки 04825, то учебный шифр – 825, при этом 8 – первая, 2 – вторая, 5 – третья цифры шифра.

Работы, выполненные не по шифру, к проверке и защите не принимаются.

3

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНО-ПРОЕКТИРОВОЧНЫХ РАБОТ

Расчетно-проектировочныеработы должныбыть оформленына стандартных листах белой бумаги формата А3 (297 420) с соблюдением ГОСТ. При оформлении работы в компьютерном варианте допускается использование стандартных листов белой бумаги формата А4 (210 297),если онаполностью выполнена на компьютере. Образцы оформления стандартных листов даны в прил. 7 и 8. Оформление работ на бумаге других форматов не допускается.

На титульном листе обязательно указываются номер и наименование работы, фамилия и инициалы студента и шифр.

Прежде чем начинать решение задачи, необходимо вычертить

вмасштабезаданную расчетнуюсхемуиуказать на нейвсе исходные числовые данные.

Решение задач необходимо сопровождать краткими пояснениями, всеми необходимыми расчетами и четкими схемами с указанием

внеобходимых случаях масштабов длин и сил.

При изучении рассматриваемых разделов курса строительной механики рекомендуется пользоваться следующей литературой.

Основная

1.БабановВ.В.Теоретическаямеханикадляархитекторов:учебник: в 2 т. / В. В. Бабанов. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – Т. 1. – 256 с.

2.БабановВ.В.Теоретическаямеханикадляархитекторов:учебник: в 2 т. / В. В. Бабанов. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – Т. 2. – 272 с.

Дополнительная

3.МасленниковА.М.Начальныйкурсстроительноймеханикистержневых систем: учебное пособие / А. М. Масленников; СПбГАСУ. –

СПб.,1997. – 160 с.

4.Масленников А. М. Сборник задач по строительной механике / А. М. Масленников, В. В. Бабанов, Е. Л. Лаппо; Ленингр.

инж.-стр. ин-т. – Л., 1991. – 314 с.

4

5.Масленников А. М. Основы строительной механики для архитекторов: учебное пособие / А. М. Масленников, А. Г. Егоян;

Ленингр. гос. ун-т. – Л., 1988. – 264 с.

6.Егоян А. Г.Строительнаямеханика.Статическиопределимые стержневые системы / А. Г. Егоян; Ленингр. инж.-стр. ин-т. – СПб., 1992. – 199 с.

5

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Растяжение и сжатие

Задача 1.1. Определение усилий и напряжений при осевом растяжении (сжатии)

Литература: [1, c. 54–59], [2, c. 16–20], [3, c. 12–21].

Исходные данные к задаче определяются по табл. 1.1 и схемам, представленным на рис. 1.1.

Задание

Определитьпродольныеусилияпризаданнойосевойнагрузке на стержень и построить эпюру NF.

Построить эпюрунормальных напряжений подлине стержня. Построить эпюру продольных деформаций стержня при

E = 2,06 105 МПа.

Таблица 1.1

Исходные данные к задаче 1.1 РГР № 1

Примечание. Знак (–) означает, что заданная сила направлена в противоположную сторону.

6

Последовательность расчета

1.1.1.Изобразить в масштабе расчетную схему стержня с указанием размеров и показать действующую осевую нагрузку.

1.1.2.Определить продольные силы на каждом расчетном участке стержня и построить эпюры NF.

1.1.3.Определить нормальные напряжения в сечениях каждого

расчетного участка и построить эпюру x.

1.1.4. Определить величины продольных деформаций каждого расчетного участка стержня, построить эпюру продольных деформаций u (мм) и определить изменение длины всего стержня

где n – число расчетных участков стержня.

Рис. 1.1. Расчетные схемы к задаче 1.1

7

Задача 1.2. Расчет плоской статически определимой балочной фермы

Литература: [1, c. 120–151], [2, c. 30–43], [3, c. 54–64].

Исходные данные к задаче определяются по табл. 1.2 и схемам, представленным на рис. 1.2.

Задание

Определить усилия во всех стержнях фермы.

Подобрать сечение нижнего пояса фермы по наибольшему усилию в двух вариантах:

–из соснового бруса с соотношением сторон h /b = 1,5;

–издвухнеравнополочныхуголков(прил.6)изсталимаркиС245.

Последовательность расчета

1.2.1.Изобразить в масштабе расчетную схему фермы с указанием размеров и показать вертикальную узловую нагрузку.

1.2.2.Проанализироватьгеометрическуюнеизменяемостьзаданной схемы фермы.

8

Необходимое и достаточное условие геометрической неизменяемости простейших по структуре образования ферм заключается в выполнении условия

С = 2У,

где С – количество стержней фермы, включая опорные; У – количество узлов.

1.2.3.Определить опорные реакции.

1.2.4.Используя способ сечений, а при необходимости – способ вырезания узлов, определить усилия во всех стержняхфермы ипостроить эпюры NF.

1.2.5.Подобрать сечение нижнего пояса по наибольшему усилию для двух типов сечений, указанных в задании. Требуемую площадь сечения определить из условия прочности:

Aтр ≥ NRmax .

Значения расчетных сопротивлений принять по прил. 2 и 3.

1.2.6.Сравнить полученные результаты по расходу материала

ивесу.

10