Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Materialu BM / Materialu BM / Завдання БудМех.doc
Скачиваний:
148
Добавлен:
17.05.2015
Размер:
4.73 Mб
Скачать

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

Методичні вказівки

до виконання розрахунково–графічних робіт і контрольних робіт з дисциплін

БУДІВЕЛЬНА МЕХАНІКА ” та

СПЕЦКУРС З БУДІВЕЛЬНОЇ МЕХАНІКИ ”

для студентів напряму підготовки 0921 –“Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання

Вінниця ВНТУ 2007

Методичні вказівки до виконання розрахунково–графічних робіт і контрольних робіт з дисциплін “Будівельна механіка” та “Спецкурс з будівельної механіки” для студентів напряму підготовки 0921 –“Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання /Уклад. А.С. Моргун, - Вінниця: ВНТУ, 2007. – 39 с.

Рекомендовано до видання Методичною радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України.

В методичних вказівках розглянуті фундаментальні основи розрахунку статично визначених та статично невизначених схем будівельних конструкцій, які найбільш характерні для практики будівництва. Методичні вказівки розроблені у відповідності з планом кафедри та програмами дисциплін “Будівельна механіка” і “Спецкурс з будівельної механіки”.

Укладач Алла Серафимівна Моргун

Редактор В.О. Дружиніна

Коректор Ю.І. Франко

Відповідальний за випуск зав. каф. А.С. Моргун

Рецензенти: І.О. Сивак, доктор технічних наук професор

М.М. Сорока, кандидат технічних наук доцент

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання розрахунково–графічних робіт і контрольних робіт з дисциплін

“Будівельна механіка” та “Спецкурс з будівельної механіки”

для студентів напряму підготовки 0921 –“Промислове та цивільне будівництво” всіх форм навчання

Затверджено Методичною радою Вінницького національного технічного університету як методичні вказівки для студентів напряму підготовки 0921 – “Промислове та цивільне будівництво”. Протокол № 8 від 20 квітня 2006 р.

Вінниця ВНТУ 2007

ЗМІСТ

1. Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .4

2. Рекомендації до вивчення дисципліни “Будівельна механіка” . . . . . . . .4

3. Література . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4. РГР № 1. Розрахунок багатопролітних статично визначених

балок автодорожнього мосту (балок Семіколенова) 6

5. РГР № 2. Розрахунок статично визначеної арочної системи 8

6. РГР № 3. Розрахунок статично визначеної ферми . . . . . . . . . . . . . . . . 11

7. РГР № 4. Розрахунок переміщень в статично визначених

системах від сталих навантажень......................................... 14

8. РГР № 5. Варіаційна задача будівельної механіки.

Дослідження екстремуму функціонала (виразу

потенційної енергії балки ) за методом Рітца . . . . . . . . . . . .17

9. РГР № 6. Розрахунок статично невизначеної рами за методом сил . .19

10. РГР № 7. Розрахунок нерозрізної балки на постійне та

тимчасове навантаження . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

11. РГР № 8. Розрахунок статично невизначеної рами за

методом переміщень.............................................................. 25

12. РГР № 9. Розрахунок статично невизначеної ферми .......................... 28

13. РГР № 10. Динамічний розрахунок статично невизначеної

рами на гармонійні коливання за методом сил . . . . . . . . . . 31

14. РГР № 11. Розрахунок на стійкість статично невизначеної

рами за методом переміщень . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

ВСТУП

Дисципліна будівельної механіки належить до фундаментальних дисциплін та вивчається в сьомому та восьмому триместрах. Вона базується на попереднь­ому розгляді таких дисциплін як теоретична механіка, опір матеріалів, теорія пружності, обчислювальна техніка та програмування, практикум з обчислю­вальної техніки, вища математика і інших. Основна задача будівельної ме­ханіки - розробка та вдосконалення методів розрахунку споруд на міцність, жорсткість і стійкість в умовах дії постійних та тимчасових навантажень. Студент, оволодівши основами дисципліни, повинен вміти за допомогою сучас­них ЕОМ визначати напружений та деформований стан систем. Будівельна механіка - теоретична дисципліна яка опирається на закони Ньютона та ек­сперименти на моделях і натурних об’єктах. Сучасна будівельна механіка базується на новітніх моделях математики - варіаційному численні, теорії диференційних рівнянь, диференційної геометрії. В першій половині 20 століття механіка отримала новий потужний спосіб дослідження - швид­кодіючі ЕОМ, сучасні числові методи (метод скінченних елементів, метод граничних елементів), з'явились числові експерименти, які на теперішній час є основним засобом розв’язання реальних нелінійних задач.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДО ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ

БУДІВЕЛЬНА МЕХАНІКА”

Перебудова роботи вищої школи на основі інтенсифікації, поширення науково-технічного прогресу потребують покращення підготовки спеціалістів, підняття рівня освіти, отримання фундаментальних знань, активного оволодіння ЕОМ, максимального наближення науки до виробництва.

Відповідно до освітньо-професійної програми (ОПП) 0921 "Промислове та цивільне будівництво" дисципліну будівельної механіки можна розділити на три частини: перша частина - розрахунок статично визначених систем вивчається в сьомому триместрі, розрахунки статично невизначених систем, динаміка та стійкість - у восьмому триместрі. Теорія дисципліни викладається на лекціях, навички розрахунку прививаються на практичних та лабораторних заняттях, вміння розраховувати виявляється при самостійних виконаннях розрахунково – графічних робіт по кожній частині дисципліни. На двох екзаменах студент має продемонструвати знання основних методів розрахунків та вміння їх застосовувати при розв'язанні конкретної задачі. При виконанні розрахунково – графічних робіт, вивченні дисципліни доцільно ознайомитись з такою літературою.

Література

  1. Дарков А.В. Строительная механика.-М.: Высшая школа, 1976.- 600с.

  2. Баженов В.А. Будівельна механіка.- К.: Вища школа, 2001.- 670с.

  3. Клейн Г.К. Руководство к практическим занятиям по курсу строи- тельной механики (статика стержневых систем).- М.: Высшая школа, 1980.- 384с.

  4. Клейн Г.К., Рекач В.Г., Розенблат Г.И. Руководство к практическим занятиям по курсу строительной механики.-М.: Высшая школа, 1972.- 319с.

  5. Бутенко Ю.И. Строительная механика. Руководство к практическим занятиям.- К.: Высшая школа, 1994.- 327с.

  6. Смирнов А.Ф., Александров А.В., Лящеников Б.Я., Шапочников Н.Н. Строительная механика. Динамика и устойчивость сооружений.- М.: Стройиздат, 1984.- 416с.

  7. Моргун А.С. Теорія споруд, ч. III. Будівельна механіка: Навчальний посібник.- Вінниця: ВДТУ, 1997.- 90с.

  8. Моргун А.С. Практикум з будівельної механіки: Навчальний посібник.- Вінниця: ВДТУ, 2000.- 134с.

  9. Шкодін М.М., Моргун А.І., Моргун А.С. Програмування задач з будівництва для ЕОМ: Навчальний посібник. - К.: НМК ВО, 1990.- 144с.

  10. Моргун А.С., Линник А.С., Ткаченко А.А. МУ к выполнению расчетно - графического задания № 4 "Определение перемещений в статически определимых рамах".- Винница: ВПИ, 1982.-42с.

  1. Моргун А.С. МУ к выполнению расчетно - графического задания по теме "Расчет нерозрезной балки".- Винница: ВПИ, 1982.-38с.

  2. Моргун А.С., Линник А.С., Ткаченко А.А. МУ к расчетно – проектиро- вочным работам по теме "Расчет статически неопределимой рамы по методу перемещений".- Винница: ВПИ, 1982.-42с.

  3. Линник А.С. МУ к выполнению расчетно - графической работы по курсу "Динамика сооружений".- Винница: ВПИ, 1979.-39с.

  4. Гавинский Ц.М., Земляков Б.А., Шевченко А.В. МУ и контрольные задания по расчету фермы.- Винница: ВПИ, 1988.-32с.

  5. Моргун А.С., Моргун А.І. МВ до виконання РАР з дисципліни "Числові методи і програмування для ЕОМ".-Вінниця: ВПІ, 1991.-42с.

  6. Моргун А.С., Моргун А.І., Франішина Т.О. МВ по застосуванню обчислювального комплексу "Ліра" в курсовому та дипломному проектуванні.- Вінниця: ВПІ, 1991.-47с.

  7. Моргун А.И., Моргун А.С. МУ по расчету конструкций на упругом основании.-Винница:ВПИ,1984.-48с.

Розрахунково-графічна робота №1

Розрахунок багатопролітних статично визначених балок автодорожнього мосту (балок Семіколенова)

Послідовність виконання роботи:

1. Побудувати поверхову схему (схему взаємодії елементів).

  1. Аналітичний розрахунок балки. Знайти реакції та побудувати епюри згинальних моментів (еп. М згин) і епюри поперечних сил (еп. Q) послідовно у всіх елементах багатопролітної балки.

3а. Побудувати лінії впливу всіх опорних реакцій балки.

3б. З кінцевих еп. М та Q визначити перетини з .

3в. Завантажити побудовані лінії впливу заданим навантаженням та

визначити величини зусиль за лініями впливу.

4. Порівняти розрахунки балки аналітичні та за лініями впливу.

Таблиця 1 - Вихідні дані до РГР № 1

Поздовжні розміри прольотів багатопролітної балки, м.

q –власна вага, кН/м

L1

L2

L3

L4

L5

1

12

14

15

18

20

0,40

2

13

15

16

19

21

0,45

3

14

16

17

20

22

0,50

4

15

17

18

21

23

0,55

5

16

18

19

22

24

0,60

6

17

19

20

23

14

0,65

7

18

20

21

24

15

0,70

8

19

21

22

12

16

0,75

9

20

22

23

13

17

0,80

10

21

12

12

14

18

0,85

11

12

21

14

12

19

0,80

12

22

20

13

13

18

0,85

13

21

19

12

22

17

0,75

14

20

18

24

21

16

0,70

15

19

17

23

20

15

0,65

16

18

16

22

19

14

0,60

17

17

15

21

18

13

0,55

18

16

14

20

17

12

0,50

19

15

13

19

16

14

0,45

20

14

12

18

15

16

0,40

Рисунок 1 - Розрахункові схеми до РГР №1. Розрахунок багатопролітних статично визначених балок автодорожнього мосту

Розрахунково-графічна робота №2

Розрахунок статично визначеної арочної системи

Послідовність виконання роботи:

1. Аналітичний розрахунок арки. Визначити реакції, побудувати епюри згинальних моментів, поперечних сил, поздовжних сил.

2. Розрахунок арки за допомогою ліній впливу.

2.1. Побудувати лінії впливу опорних реакцій.

2.2. Побудувати ( для одного перетину) лінії впливу згинального

моменту, поперечної сили, поздовжньої сили.

2.3. Завантажити побудовані лінії впливу заданим навантаженням та

знайти зусилля.

3. Порівняти аналітичний розрахунок арочної системи з розрахунком за лініями впливу.

Таблиця 2 - Вихідні дані до РГР № 2

Розміри арки

Зосереджені сили

Розподілене навантаження

L, м

f, м

P1, кН

P2, кН

q1, кН/м

q2, кН/м

1

12

5

4

14

1,2

3,1

2

14

6

5

13

1,4

2,9

3

16

7

6

12

1,6

2,7

4

18

8

7

11

1,8

2,5

5

20

9

8

10

2,0

2,3

6

22

10

9

9

2,2

2,1

7

24

11

10

8

2,4

1,9

8

26

12

11

7

2,6

1,7

9

28

13

12

6

2,8

1,5

10

30

10

14

5

3,0

1,3

11

29

15

12

14

1,3

3,2

12

27

14

13

8

1,5

3,0

13

25

13

14

13

1,7

2,8

14

23

6

5

7

1,9

2,6

15

21

11

4

12

2,1

2,4

16

19

7

6

10

2,3

2,2

17

15

5

7

11

2,5

2,0

18

13

5

8

5

2,7

1,8

19

11

4,5

9

6

2,9

1,6

20

12

4

10

8

3,0

1,4

Рисунок 2 – Розрахункові схеми до РГР № 2. Розрахунок статично визначеної арочної системи

Рисунок 3 – Розрахункові схеми до РГР № 2. Розрахунок статично визначеної арочної системи

Розрахунково-графічна робота №3

Розрахунок статично визначеної ферми

Алгоритм виконання роботи:

1. Завантажити розрахункові схеми ферми розподіленим навантаженням q=L(кН/м) та звести розподілене навантаження до зосереджених сил, прикладених у вузлах ферми: Р=L*d(кН). В крайніх вузлах прикладаються сили Р/2 (кН). Через L позначена довжина ферми (в м.), d - довжина панелі нижнього поясу, d= L/8 (м).

  1. Визначити реакції та побудувати діаграми Максвелла-Кремони.

3. Розрахувати максимальне переміщення ферми від заданого навантаження (тобто, переміщення середини нижнього поясу).

4. Провести розріз ферми по одній з панелей так, щоб в розріз увійшло

не більше трьох стержнів, побудувати для них лінії впливу,

завантажити їх заданим навантаженням, знайти в них зусилля.

5. Порівняти дані розрахунку графічного з даними, отриманими за лініями впливу.

Таблиця 3 - Вихідні дані до РГР № 3

Розміри стропильної ферми в метрах

L

h1

h2

1

16

3

2

2

17

3,5

2

3

18

3,5

2

4

20

4

2

5

21

4

2,5

6

22

4,5

2,5

7

24

4,5

2,5

8

25

5

3

9

26

5

3

10

28

5,5

3

11

30

6

3

12

28

5,5

3

13

26

5,8

3

14

25

6

2

15

24

5

2

16

23

4,5

2

17

22

4,6

2

18

21

4,4

3

19

20

3,6

2

20

19

3,8

2

Рисунок 4 – Розрахункові схеми до РГР № 3. Розрахунок статично визначеної ферми

Рисунок 5 – Розрахункові схеми до РГР № 3. Розрахунок статично визначеної ферми

Коло ,.

Парабола

Еліпс

Примітки: 1. Початок координат вибирається в лівій опорі. Вісь Х

направляється поздовж нижнього поясу ферми, а вісь У – вверх.

2. Всі панелі мають однакову довжину. Верхній пояс ліхтаря

паралельний верхньому поясу ферми.

Розрахунково-графічна робота №4

Розрахунок переміщень в статично визначених системах від сталих навантажень

Алгоритм виконання роботи:

  1. Побудувати поверхові схеми (схеми взаємодії елементів) складових систем.

  2. Розпочинаючи з верхніх елементів, провести аналітичний розрахунок для заданого навантаження, визначивши опорні реакції та побудувавши епюри Мр, Q р, Нр.

3. Визначити переміщення точок складових систем. З цією метою за

шуканим напрямком прикласти Р=1 (М=1), побудувати епюри М1, Q1, N1 та проінтегрувати вантажні і одиничні епюри за формулами Максвелла-Мора чи перемножити їх за наближеними формулами числового інтегрування :

а – за правилом Верещагіна, коли обидві епюри лінійні і легко

знайти площу однієї епюри (вантажної), її центр ваги та

ординату під цим центром ваги на іншій епюрі;

б – за формулою Мюллера – Бреслау, коли обидві епюри

лінійні;

в – за формулою Сімпсона – Карнаухова, в випадку, коли одна

з епюр криволінійна.

Таблиця 4 - Вихідні дані до РГР № 4

Рисунок 6 – Розрахункові схеми до РГР № 4. Розрахунок переміщень в рамах

Розрахунково-графічна робота №5

Соседние файлы в папке Materialu BM