Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
задачник ЦРС.doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
16.11.2018
Размер:
14.98 Mб
Скачать

2. Статически определимые стержневые системы.

Данные для задач 2.1.2.30. взять из Таблицы 2.1.

Таблица 2.1.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

а, м

1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

αº

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

F, кн

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

q, кн/м

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

М, кн*м

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

3. Учет собственного веса.

Таблица 3.1.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

A1, м2

0,5

0,55

0,45

0,52

0,7

0,54

0,56

0,48

0,63

0,64

А2, м2

0,75

0,78

0,6

0,8

1,4

0,9

0,8

0,7

0,86

0,95

R, МПа

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

3.2. Указать ошибку (в процентах), которая получится от пренебрежения влиянием собственного веса при определении допускаемого значения растягивающей силы для свинцового стержня.

γ=113кн/м3. (таблица 3.2.)

Таблица 3.2.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

, м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

A, см2

3

5

4

5

7

2

2,5

4

3

4

R, МПа

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

3.3. При какой длине разорвется только от собственного веса стальной стержень, вертикально подвешенный за верхний конец? Предел прочности принять равным σпч (таблица 3.3.).

Таблица 3.3.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

γ, кн/м3

77,1

77,2

77,3

77,3

77,4

77,5

77,6

77,7

77,8

78

σпч, кг/мм2

72

74

76

78

80

82

84

85

86

50

Таблица 3.4.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

а, м

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

A, см2

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Таблица 3.5.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

2,1

A1, м2

0,50

0,55

0,45

0,52

0,70

0,54

0,56

0,48

0,63

0,64

А2, м2

0,75

0,78

0,60

0,80

1,40

0,90

0,80

0,70

0,86

0,95

А3, см2

0,80

0,85

0,70

0,87

1,60

1,00

0,90

0,75

0,92

1,20

F1, кН

120

125

112

130

170

135

140

120

150

160

F2, кН

460

500

450

520

700

540

560

480

620

650

3.6. Штанга бурильного агрегата длиной ℓ представляет собой стальную трубу с внутренним диаметром d, толщиной стенок h, закрепленную верхним концом и нагруженную на нижнем конце продольной растягивающей силой F. Определить грузоподъемность штанги из условия прочности, если γ=7,8г/см3, R=100МПа (таблица 3.6.).

Таблица 3.6.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, мм

2

2

3

3

3

1,5

1,5

1,5

2,5

2,5

d, мм

3

5

4

5

7

2

2,5

4

3

4

, м

100

100

120

130

140

90

80

70

60

50

Таблица 3.7.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,5

3,4

3,2

3,3

A1, м2

0,5

0,55

0,45

0,52

0,7

0,54

0,56

0,48

0,63

0,64

А2, м2

0,75

0,78

0,6

0,8

1,4

0,9

0,8

0,7

0,86

0,95

F1, кн

120

125

112

130

170

135

140

120

150

160

F, кн

460

500

450

520

700

540

560

480

620

650

3.8. Штанга бурильного агрегата длиной представляет собой стальную трубу с внутренним диаметром d, толщиной стенок h, закрепленную верхним концом и нагруженную на нижнем конце продольной растягивающей силой F. Найти толщину стенки штанги из условия прочности в двух вариантах: с учетом и без учета ее собственного веса, если γ=7,8г/см3, R=100МПа (таблица 3.8.).

Таблица 3.8.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

d, мм

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

, м

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

Таблица 3.9.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

A, см2

1,3

1,5

1,4

1,5

1,7

1,2

1,25

1,4

1,3

1,6

F, кн

30

40

35

33

50

20

25

32

24

42

р, кг/м

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

Таблица 3.10.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

R, МПа

130

150

140

150

170

120

125

140

130

160

F, кн

30

40

35

33

50

20

25

32

24

42

р, кг/м

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

Таблица 3.11.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h1, м

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

h2, м

10

9,5

9

8,5

8

7,5

7

6,5

6

7

A1, м2

0,45

0,46

0,47

0,48

0,49

0,50

0,51

0,52

0,53

0,54

А2, м2

0,65

0,70

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

3.12. Определить наибольшую длину призматического стального стержня, растянутого только собственным весом, чтобы наибольшие напряжения не превышали допускаемого значения. Решить ту же задачу для стержня, нагруженного в море (таблица 3.12.).

Таблица 3.12.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

γм.в., кн/м3

1,01

1,02

1,03

1,04

1,05

1,01

1,02

1,03

1,04

1,05

γст, кн/м3

77,1

77,2

77,3

77,3

77,4

77,5

77,6

77,7

77,8

78

R,МПа

160

170

180

190

200

210

220

230

240

250

3.13. Определить объем кладки мостовой опоры высотой h и нагруженной сжимающей силой F в двух случаях:

  1. опора постоянного сечения;

  2. опора ступенчатая, состоящая из трех частей одинаковой длины.

γ=22кн/м3, R=1,2МПа (таблица 3.13.).

Таблица 3.13.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

42

44

46

43

45

47

48

49

50

40

F, МН

4

4,4

4,6

4,8

5

5,2

5,4

5,6

5,8

6

Таблица 3.14.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

A1, см2

2

2,2

2,4

2,6

2,8

2,1

2,3

2,5

2,7

2,9

А2, см2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

2,3

2,5

2,7

2,9

3,1

А3, см2

2,5

2,5

2,8

2,9

3,2

2,4

2,7

2,8

3

3,2

F, кН

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

3.15. Вертикальный стальной стержень с площадью поперечного сечения А и длиной работал с продольной нагрузкой F при напряжении σ(1). Не меняя ни размеров, ни нагрузки стержня, требуется нарастить его в длину, считая возможным повышения напряжения до σ(2). Насколько длиннее можно сделать стержень? Учесть собственный вес, если γ=7,8г/см3 (таблица 3.15.).

Таблица 3.15.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

, м

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

σ(1), МПа

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

10,5

σ(2), МПа

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

10,5

11

Рисунок 3.9.

Таблица 3.16.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,5

3,4

3,2

3,3

A1, м2

0,45

0,46

0,47

0,48

0,49

0,50

0,51

0,52

0,53

0,54

А2, м2

0,65

0,70

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

А3, м2

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

3.17. Определить площади поперечных сечений ступенчатой стойки высотой h, сжатой силой F, имеющей четыре участка одинаковой длины (таблица 3.18.).

Таблица 3.17.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

42

44

46

43

45

47

48

49

50

40

γ, кН/м3

18,5

19

19,5

20

20,5

18,5

19

19,5

20

20,5

R, МПа

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

1,15

1,2

1,25

F, МН

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

Таблица 3.18.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

10

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

γ, кН/м3

18,5

19

19,5

20

20,5

18,5

19

19,5

20

20,5

R, МПа

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

1,15

1,2

1,25

F, кН

600

640

660

680

700

720

740

760

780

800

3.19. Определить грузоподъемность цилиндрической колонны длиной , сжатой силой F. Диаметр сечения колонны равен d. Учесть собственный вес материала (таблица 3.19.).

Таблица 3.19.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

, м

10

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

γ, кН/м3

18,5

19

19,5

20

20,5

18,5

19

19,5

20

20,5

R, МПа

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,05

1,1

1,15

1,2

1,25

d, см

50

60

70

80

90

100

110

120

140

150

3.20. Проволока для канатов, используемых на монтажных работах, изготавливается из стали с пределом прочности σпч. Определить длину подвеса проволоки, при которой напряжение от ее собственного веса достигнет σпч (таблица 3.20.).

Таблица 3.20.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

γ, кН/м3

77,1

77,2

77,3

77,3

77,4

77,5

77,6

77,7

77,8

78

σпч, кг/мм2

130

150

140

155

170

120

125

145

135

160

Таблица 3.21.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

A1, см2

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

2,1

2,3

2,5

2,7

2,9

А2, см2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

2,3

2,5

2,7

2,9

3,1

А3, см2

2,5

2,5

2,8

2,9

3,2

2,4

2,7

2,8

3,0

3,2

3.22. Штанга бурильного агрегата длиной представляет собой стальную трубу с внутренним диаметром d, толщиной стенок h, закрепленную верхним концом и нагруженную на нижнем конце продольной растягивающей силой F. Проверить выполнение условия прочности штанги, если γ=7,8г/см3, R=100МПа (таблица 3.22.).

Таблица 3.22.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

F, кН

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

d, мм

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

, м

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

h, мм

2,6

2,7

2,75

2,8

2,9

2,95

3

3,2

3,4

3,5

Таблица 3.23.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,5

3,4

3,2

3,3

F, кН

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

3.24. Определить грузоподъемность мостовой опоры высотой h и нагруженной сжимающей силой F, если опора ступенчатая, состоит из трех частей одинаковой длины с площадями поперечного сечения А1, А2, А3, если γ=22кн/м3, R=1,2МПа (таблица 3.24.).

Таблица 3.24.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

42

44

46

43

45

47

48

49

50

40

A1, м2

4,5

4,8

5

5,5

6,1

6,2

6,3

6,4

6,5

6,6

А2, м2

6

7,2

7,5

8

8,5

9

9,3

9,6

9,8

10

А3, м2

9

9,6

10

11

12

12,5

13

13,5

14

14,5

Таблица 3.25.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h1, м

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

h2, м

5

5,5

6

5

5,5

6

5,5

5

4,5

3,5

F, кН

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

Таблица 3.26.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

а, м

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

F, кН

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

3.27. Проверить прочность каменного столба высотой h, нагруженного силой F и собственным весом (таблица 3.27.).

Таблица 3.27.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

10

10,5

11

11,5

12

12,5

13

13,5

14

14,5

γ, кН/м3

18,5

19

19,5

20

20,5

18,5

19

19,5

20

20,5

R, МПа

0,9

0,95

1

1,05

,11

1,15

1,2

1,25

1,3

1,35

F, кН

500

620

660

680

700

720

740

760

780

800

А, м2

0,8

0,85

0,9

0,95

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

Таблица 3.28.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

R, МПа

130

150

140

150

170

120

125

140

130

160

A, см2

1,3

1,5

1,4

1,5

1,7

1,2

1,25

1,4

1,3

1,6

р, кг/м

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

3.29. Проверить прочность мостовой опоры высотой h и нагруженной сжимающей силой F, если опора ступенчатая, состоит из трех частей одинаковой длины с площадями поперечного сечения А1, А2, А3, если γ=22кн/м3, R=1,2МПа (таблица 3.29.).

Таблица 3.29.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

h, м

42

44

46

43

45

47

48

49

50

40

A1, м2

4,5

4,8

5

5,5

6,1

6,2

6,3

6,4

6,5

6,6

А2, м2

6

7,2

7,5

8

8,5

9

9,3

9,6

9,8

10

А3, м2

9

9,6

10

11

12

12,5

13

13,5

14

14,5

F, МН

4

4,4

4,6

4,8

5

5,2

5,4

5,6

5,8

6

3.30. Ступенчатая штанга шахтного насоса состоит из четырех частей разного диаметра, но равной длины . К нижнему концу штанги приложен груз F. Подобрать диаметры поперечных сечений так, чтобы напряжения в верхнем сечении каждой из частей было равно R. γ=7,7г/см3, R=100МПа (таблица 3.30).

Таблица 3.30.

Исх.

данные

Номер группы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

, м

20

22

23

24

25

26

27

28

29

30

F, кН

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8