1.Что называется расчетной схемой сооружения?

Идеализированное, упрощенное изображение реального сооружения, отображающее наиболее важные свойства его действительной работы при различных внешних воздействиях.

2.Какие требования предъявляются к расчетной схеме сооружения?

Чтобы решение задачи стало возможным и практически приемлемым с позиции сложности;должна правильно отражать действительную работу сооружения под нагрузкой; обеспечивать достаточную точность и достоверность результатов расчета.

3.Что называется геометрически неизменяемой расчетной схемой?

Системы соединенных между собой твердых тел, допускающие их относительные перемещения только при деформации материала.

4.По каким признакам классифицируются расчетные схемы сооружений?

По признакам, положенным в основу их образования. В зависимости от расположения осей элементов и нагрузок подразделяются на: плоские и пространственные. По виду элементов, образующих сооружение, различают: стержневые (образуются стержнями), тонкостенные или континуальные (обр. тонкими плитами и оболочками), массивные (все три размера одного порядка).

5.Дайте характеристику стержневых расчетных схем и приведите их примеры.

Образующими элементами стержневых схем являются стержни. Примеры: Балки, Арки, Балочные фермы, Арочные фермы, Вантовые системы, Рамы.

6.Дайте характеристику континуальных расчетных схем и приведите их примеры.

Образующие элементы: тонкие плиты и оболочки. Примеры: плиты, опертые по контуру и оболочки различных видов: цилиндрические своды, сомкнутые своды, крестовые своды, сферические купола, складки, волнообразные оболочки, тентовые покрытия.

7.Дайте характеристику массивных расчетных схем и приведите их примеры.

Это схемы у которых все три размера одного порядка. Примеры: подпорные стенки, Массивные фундаменты, Плотины.

8.На какие виды разделяются стержневые расчетные схемы?

Плоские и пространственные.

9.Что понимают под мгновенно изменяемой системой?

Системы соединенных между собой твердых тел, допускающие их бесконечно малые относительные перемещения без деформации материала.

10.Что называют степенью свободы расчетной схемы?

Кинематическая характеристика системы, показывающая ее возможность совершать какие-либо перемещения относительно основания, как жесткого целого, т.е. без деформации материала, и представляющая собой наименьшее число параметров, с помощью которых можно определить положение всех точек системы в любой момент времени.

11.Что является содержанием понятия диск?

Если одно из трех измерений мало по сравнению с двумя другими и им по условию задачи можно пренебречь.

12.Каким числом степеней свободы обладают на плоскости точка и диск?

Точка 2. Диск 3.

13.Что называют связью в расчетной схеме?

Устройство, ограничивающее степень свободы твердого тела.

14.Какие характеристики имеет связь?

Каждая связь имеет свою кинематическую характеристику.

15.В чем суть характеристик связи?

Показывают: каким движениям твердого тела препятствует связь; сколько степеней свободы она уничтожает.

16.Какие типы связей Вам известны?

Связи между телами и опорные.

17.Дать характеристику связи 1-го рода.

Препятствует поступательному перемещению одного диска относительно другого по направлению оси связи и уничтожает одну степень свободы взаимного перемещения дисков.

18.Дать характеристику связи 2-го рода.

Препятствует поступательным перемещениям одного диска относительно другого и уничтожает две степени свободы взаимного перемещения дисков.

19.Дать характеристику связи 3-го рода.

Жесткое соединение. Препятствует всем трем взаимным перемещениям соединяемых дисков (не допускает поступательных перемещений и вращения одного диска относительно другого), уничтожает 3 степени свободы взаимного перемещения дисков, соединяя 2 диска в один.

20.Какие типы соединений элементов плоских стержневых систем Вам известны?

Связи между телами: жесткое, шарнирное и комбинированное соединение. Опорные связи: цилиндрическая шарнирно-подвижная и шарнирно-неподвижная опоры, полное и подвижное защемления.

21.Что такое шарнирно подвижная опора?

Связь препятствует поступательному перемещению по нормали к опорной плоскости, разрешает свободный поворот вокруг цилиндрического шарнира и поступательное перемещение параллельно опорной плоскости. Эквивалентна простой линейной связи.

22.Что такое шарнирно неподвижная опора?

Связь препятствует поступательным перемещениям на плоскости и разрешает свободный поворот вокруг цилиндрического шарнира. Эквивалентна цилиндрическому шарниру.

23.Что такое полное защемление?

Связь препятствует любым перемещениям на плоскости. Эквивалентна жесткому соединению дисков.

24.Что такое подвижное защемление?

Связь препятствует поступательному перемещению по нормали к опорной плоскости, повороту вокруг опорной точки и разрешает поступательное движение параллельно опорной плоскости. Эквивалентна двум параллельным линейным связям, установленным перпендикулярно к опорной плоскости с определенным шагом.

25.Какой узел расчетной схемы называют жестким?

26.Какой узел расчетной схемы называют шарнирным?

27.Какой узел расчетной схемы называют комбинированным?

28.Что называют кратным шарниром?

Шарнир, состоящий из нескольких простых шарниров. Для присоединения каждого последующего диска необходим один простой шарнир, поэтому в каждом кратном шарнире число простых шарниров будет на 1 меньше числа соединяемых в узле дисков.

29.Что называют сквозным шарниром?

Шарнир, соединяющий два диска (простой).

30.Что называют примыкающим шарниром?

31.Что называют простым шарниром?

Шарнир, соединяющий два диска (сквозной или примыкающий).

32.Как определить эквивалентное число простых шарниров, входящих в кратный шарнир?

В каждом кратном шарнире число простых шарниров будет на 1 меньше числа соединяемых в узле дисков. Ш = Д-1.

33.Какое количество связей и каких содержит простой шарнир?

Содержит две простые линейные связи, сходящиеся в точке соединения дисков.

34.Какие требования предъявляются к расчетной схеме сооружения?

Простая и точная.

35.Сформулируйте принципы прикрепления одного диска к основанию.

Необходимо и достаточно трех простых линейных связей при условии, что оси этих связей не параллельны и не сходятся в одной точке.

36.Сформулируйте принципы соединения двух дисков в неизменяемое целое.

Диада. Необходимо и достаточно трех простых линейных связей при условии, что оси этих связей не параллельны и не сходятся в одной точке.

37.Сформулируйте принципы присоединения двух дисков к основанию.

Необходимо и достаточно трех шарниров (действительных или фиктивных), один из которых соединяет диски, а два других являются опорными для каждого из дисков при условии, что центры этих шарниров не лежат на одной прямой.

38.Сформулируйте принципы соединения трех дисков в неизменяемое целое.

Триада. Необходимо и достаточно трех шарниров (действительных или фиктивных), расположенных по одному между каждой парой дисков, при условии, что центры этих шарниров не лежат на одной прямой.

39.Как определяется степень свободы плоской стержневой расчетной схемы?

W = 3Д-2Ш-3Ж-Соп., Д – число дисков, Ш – число простых шарниров соединяющих диски, Ж – число жестких соединений замкнутых дисков, Соп. – число опорных связей.

40.Запишите необходимое условие геометрической неизменяемости плоской стержневой расчетной схемы.

3Д-2Ш-3Ж-Соп </= 0 или 3Д-2Ш-Соп </= 0 (без замкнутых неразрывных образований).

41.Дайте характеристику расчетной схеме, если ее степень свободы отрицательна.

Система неизменяема, но имеет избыточные связи, не требуемые для обеспечения геометрической неизменяемости.

42.Дайте характеристику расчетной схеме, если ее степень свободы положительна.

Система изменяема.

43.Дайте характеристику расчетной схеме, если ее степень свободы равна нулю.

Система неизменяема.

44.Какие нагрузки могут действовать на сооружение?

По способу приложения нагрузки: объемные, поверхностные (заменяют сосредоточенными когда объем тела или площадка поверхности пренебрежимо малы). По характеру действия: неподвижные, подвижные. По характеру изменения во времени: статические, динамические. По продолжительности времени: постоянные и временные. (В расчетных схемах: сосредоточенные, распределенные, пары сил (пара или момент)).

45.Дайте характеристику сосредоточенной нагрузке.

Если объем тела или площадка поверхности пренебрежимо малы, объемные и поверхностные силы заменяют сосредоточенными, измеряемыми в кН. Характеризуется точкой приложения, линией действия и направлением, показываемым стрелкой. Сила – векторная величина.

46.Дайте характеристику линейной распределенной нагрузки.

Представляет собой систему сосредоточенных сил, расположенных на бесконечно малом расстоянии друг от друга. Распределяется по длине элемента и измеряется в кН/м. Могут быть треугольными, распределенными, изменяющимися по любому закону.

47.Как подразделяются нагрузки по характеру изменения?

Статические и динамические.

48.Что понимают под статической нагрузкой?

Нагрузки, не изменяющие ни при каких условиях значение, направление и положение. Статическое действие передается постепенно, не вызывая ускорения тела и не нарушая его равновесия.

49.Какие вопросы изучает статика?

Изучает условия равновесия твердых тел под действием приложенных к ним сил.

50.Какая сила называется равнодействующей других сил?

Сила, эквивалентная заданной системе сил.

51.Какая сила называется уравновешивающей?

Сила, равная по модулю равнодействующей и направленная по линии её действия в противоположную сторону.

52.Какие силы называют внешними?

Силы, действующие на данное тело или систему тел со стороны других тел.

53.Какие силы называют внутренними?

Силы взаимодействия между отдельными точками данного тела.

54.Какая система сил на плоскости называется сходящейся?

Система сил, линии действия которых пересекаются в одной точке.

55.Как сложить на плоскости силы, образующие систему сходящихся сил?

Равнодействующая какого угодно числа сил, приложенных в одной точке тела, приложена в той же точке и равна геометрической сумме этих сил.

R=F1+F2+F3+F4+…= ΣF

56.Как определить равнодействующую плоской системы сходящихся сил?

По правилу многоугольника сил, равнодействующая приложена к точке схождения.

R=F1+F2+F3+F4+…= ΣF

57.Как характеризуется плоская система сходящихся сил, если их равнодействующая равна нулю?

Она находится в равновесии.

58.Запишите уравнения равновесия для системы сходящихся сил на плоскости.

Суммы проекций: ΣХ=0, ΣУ=0

59.Что называется парой силой?

Система двух равных по значению антипараллельных сил. Стремится привести твердое тело во вращательное движение. Не имеет равнодействующей, а значит не уравновешиваема.

60.Можно ли спроектировать пары сил на оси координат?

Сумма проекций сил, составляющих пару, на любую ось равна нулю.

61.Какая система сил на плоскости называется произвольной?

Система сил, произвольно расположенных на плоскости. Представляет собой совокупность сил, линии действия которых могут быть расположены каким угодно образом.

62.Что такое момент относительно точки?

Измеряется в кН*м. Определяется произведением значения этой силы на длину перпендикуляра, опущенного из точки на линию ее действия. Mi=+/-Fi*hi, Fi-значение силы, hi-плечо силы относительно точки О – центра момента.

63.Какие группы уравнений равновесия для плоской произвольной системы Вы знаете?

Первая форма уравнений: ΣX=0, ΣY=0, ΣMO=0 (O – произвольная точка на плоскости). Вторая форма уравнений: ΣU=0, ΣMA=0, ΣMB=0 (U – произвольная ось, не перпендикулярная AB; A,B – произвольные точки на плоскости). Третья форма уравнений: ΣMA=0, ΣMB=0, ΣMC=0 (A, B, C – произвольные точки на плоскости, не лежащие на одной прямой.

64.Сколько уравнений равновесия можно составить для плоской системы произвольно расположенных сил?

3, которые можно представить в 3х формах записи.

65.В чем состоит рациональность составления уравнений равновесия для одного диска при определении реакций в связях?

Под действием внешних и внутренних сил любая отсечённая часть расчётной схемы, или вся схема, отделённая от опор, должны находиться в равновесии.

66.Как определить реакции в простой балке при действии одной вертикальной силы?

Va = Fb/l, Rb = Fa/l.

67.Как определить реакции в простой балке при действии одной произвольной силы?

68.Как определить реакции в простой балке при действии произвольной нагрузки?

Va=(q*l)/2, Vb=(q*l)/2.

69.Сформулируйте принципы определения реакций в многодисковой расчетной схеме.

Отдельно для каждого диска, обратно порядку образования.

70.В какой последовательности определяются реакции в связях многодисковых систем?

Обратно порядку образования дисков.

71.Какие существуют проверки правильности определения реакций в связях?

Уравнения равновесия для всей расчетной схемы. ΣX=0, ΣY=0, ΣMO=0

72.Как образуются шарнирно-консольные балки?

Диски имеющие 3 связи с основанием - основные и могут существовать отдельно. Остальные, имеющие менее 3 связей являются второстепенными. Не имеющие связи с основанием называются подвесными.

73.Запишите необходимое условие геометрической неизменяемости для статически определимой шарнирно-консольной балки.

Ш = Соп – 3, где Ш – количество промежуточных шарниров, Соп – число опорных связей.

74.Что понимают под термином "поэтажная схема" шарнирно-консольной балки?

Схема взаимодействия отдельных дисков, в которой каждый диск должен представлять собой простую балку.

75.Как определить реакции в связях многопролетной шарнирно-консольной балки?

Разбить на диски – составить поэтажную схему. Определять отдельно для каждого диска, обратно порядку образования.

76.Перечислите основные виды деформаций стержней под действием внешних нагрузок.

Деформации: упругие (имеют обратимый характер, полностью исчезают после удаления внешних сил), остаточные (необратимые, не исчезают), пластические (остаточные, не сопровождаются разрушением материала), вязкие (зависят от времени). Деформированные состояния: осевое растяжение, осевое сжатие, сдвиг, кручение, изгиб.

77.Сформулируйте принцип независимости действия сил.

Какая-либо величина (перемещение, усилие, реакция) в любом элементе конструкции, вызванная различными факторами, может быть представлена как сумма величин, найденных от действия каждого из этих факторов в отдельности.

78.Что такое внутренние силы в сечении?

При действии на тело внешних сил внутренние силы изменяются: появляются дополнительные внутренние силы – усилия. Характеризуют способность тела сопротивляться внешним воздействиям.

79.Как определяется продольная сила в сечении?

N - сумма продольных сил в сечении.

80.Как определяется поперечная сила в сечении?

Q – сумма поперечных в сечении.

81.Как определяется изгибающий момент в сечении?

М – сумма моментов в сечении.

82.Как определяется знак продольной силы в сечении?

Сжатие или растяжение ( - и +).

83.Как определяется знак поперечной силы в сечении?

По часовой +, против -.

84.Как определяется знак изгибающего момента в сечении?

Положительный, если изгибает элемент стержня выпуклостью вниз, вызывая растяжения нижних волокон. Отрицательный – верхние волокна.

85.Покажите положительные направления усилий, приложенных к бесконечно малому элементу горизонтально ориентированного стержня.

Левое сечение – Q вверх, М по часовой, N от сечения.

86. Дайте объяснение понятию напряжение.

Интенсивность касательных и нормальных сил в рассматриваемой точке. Напряжение – поверхностная нагрузка, возникающая на внутренних поверхностях соприкасаемых частей тела.

87.Что понимают под нормальным напряжением в сечении стержня?

Интенсивность нормальных сил в рассматриваемой точке. Характеризует интенсивность сил растяжения (сжатия) частиц элемента конструкции, расположенных по обе стороны рассматриваемого сечения.

88.Что понимают под касательным напряжением в сечении стержня?

Интенсивность касательных сил в рассматриваемой точке. Характеризует интенсивность сил, сдвигающих частицы элемента конструкции в плоскости рассматриваемого сечения.

89.Как определяются нормальные напряжения в сечении стержня при растяжении (сжатии)?

σ= N/A, где А – площадь сечения.

90.Что такое абсолютное и относительное удлинение (укорочение) стержня?

Δl – абсолютное удлинение стержня. Отношение абсолютной продольной деформации к первоначальной длине стержня называется относительной продольной деформацией.

91.Сформулируйте закон Гука.

Между относительной продольной деформацией и соответствующим нормальным напряжением существует прямая пропорциональная зависимость: σ = Е * ε, где Е = tgα (E – модуль упругости материала).

Экспериментальное выражение закона: полное удлинение (укорочение) прямо пропорционально растягивающей (сжимающей) силе и длине бруса и обратно пропорционально жесткости стержня. Δl=Nl/EA

92.Как определить абсолютное удлинение (укорочение) стержня при осевом растяжении (сжатии)?

Δl = l1 – l, l – начальная длина стержня, l1 – длина после растяжения.

93.Перечислите основные физико-механические свойства материалов.

Пластичные и хрупкие материалы. Пластичные материалы обладают способностью деформироваться в широких пределах без разрушения. Хрупкие материалы разрушаются без заметной предварительной деформации.

94. Что называется упругостью материала?

Работа материала при которой действительна пропорциональная зависимость между нагрузкой и деформацией. Обратимый характер – способность материала возвращаться в первоначальное состояние после деформации.

95.Что называется пластичностью материала?

Способность материала деформироваться в широких пределах без разрушения.

96.Какой материал называют изотропным?

Материал, свойства которого во всех направлениях одинаковые.

97.Что называют "нормативным сопротивлением" материала?

R_n – характеристика сопротивления материалов силовым воздействиям. Наименьшее значение предела прочности (σ_u), а для сталей - предела текучести (σ_y) или временного сопротивления(σ_u).

98.Что называют "расчетным сопротивлением" материала?

R=R_n/γ_m (отношение нормативного сопротивления к коэффициенту надежности по материалу). Представляет собой наименьшее возможное значение нормативного сопротивления.

99.Что такое эпюра нормальных напряжений при растяжении-сжатии?

График изменения нормальных напряжений по длине стержня.

100.Сформулируйте принципы построения эпюры продольных сил при растяжении-сжатии.

В точках приложения внешних сосредоточенных сил эпюр продольных сил N изменяется скачкообразно, перепады в ординатах эпюра равны внешним приложенным силам в этих точках. В любом сечении продольную силу можно определить из уравнения равновесия отсеченной части стержня.

101.В каких точках и когда происходит изменение характера эпюры продольных сил при растяжении (сжатии)?

В точках приложения внешних сосредоточенных сил.

102.В каких точках и когда происходит изменение характера эпюры напряжений при растяжении (сжатии)?

В точках приложения внешних сосредоточенных сил и в местах ступенчатого изменения сечения бруса.

103.Что понимают под жесткостью стержня при растяжении (сжатии)?

Произведение EA (E – модуль упругости, A – площадь поперечного сечения).

104.Сформулируйте условие предельного состояния стержня при растяжении (сжатии)?

Предельным называется состояние конструкции (элемента конструкции), при котором перестают удовлетворяться эксплуатационные требования или требования, предъявляемые к конструкции в период ее возведения.

105.Как произвести подбор сечения из условия прочности при растяжении (сжатии)?

Подбор сечения при известном материале и действующей нагрузке (R – сопротивление, y –уровень надежности, N – продольная сила) :

106.Как определить допускаемую нагрузку на стержень при растяжении (сжатии)?

По формуле N ≤ A_ntR γ_c (формула условия прочности). Значение предельной продольной силы и по ней – действующую нагрузку.

107.Как проверить прочность сечения при растяжении (сжатии)?

По формуле:

108.Какая расчетная схема называется плоской фермой?

Фермой называется стержневая система, остающаяся геометрически неизменяемой, если в ней все жесткие узлы заменить шарнирными.

109.По каким признакам классифицируются плоские фермы?

По типу опорных закреплений и направлению опорных реакций, вызываемых вертикальной нагрузкой – балочные (бесконсольные, консольно-балочные, консольные), распорные (с внутренним распором, висячие, арочные).

По очертанию поясов – с параллельными поясами, треугольные, трапецеидальные, с полигональными поясами.

По типу решетки – раскосные, с треугольной решеткой, полураскосные, многораскосные, многорешетчатые.

110.Перечислите основные элементы плоских ферм.

Верхний пояс, нижний пояс решетка. Стойки (вертикальные стержни), раскосы (наклонные стержни): восходящие, нисходящие. Панель – расстояние между узлами в поясе, высота – наибольшее расстояние между поясами, пролет – расстояние между центрами опорных узлов.

111.Какими условиями определяется геометрическая неизменяемость плоских ферм?

С=2У. (С – кол-во стержней, У – кол-во уравнений равновесия, которые можно составить для всех узлов фермы, включая опорные).

112.Как определяются нулевые стержни в расчетной схеме плоской фермы?

Способом вырезания узлов. Частные случаи:

113.Перечислите и характеризуйте способы определения усилий в стержнях ферм.

Способ вырезания узлов (2 уравнения равновесия) и способ сечений (3 уравнения равновесия). Для первого – последовательность рассмотрения узлов фермы: чтобы каждый последующий узел содержал не более двух неизвестных усилий.

Для второго условие равновесия отсеченной части – проведенное сечение должно содержать не более трех неизвестных усилий.

114.Какие требования предъявляются к расчету ферм способом вырезания узлов?

Неизвестные усилия в стержнях фермы, сходящихся в узле, направляют от узла, задаваясь их положительным значением (растяжением). Если в результате расчёта - отрицательное значение значит рассматриваемый стержень сжат.

Последовательность рассмотрения узлов фермы: чтобы каждый последующий узел содержал не более двух неизвестных усилий.

115.В чем состоит недостаток способа вырезания узлов при расчете ферм?

Недостатками способа вырезания узлов являются его громоздкость и невозможность определения усилий в последующих стержнях без определения усилий в предыдущих.

116.В чем состоит идея способа сечений при расчете ферм?

Основан на применении общего метода сечений для расчета любых расчетных схем. Способ сечений позволяет определять усилия во многих стержнях фермы независимо от того, известны ли усилия в других стержнях.

117.Какие уравнения равновесия рационально составлять для отсеченной части фермы?

Условия выбора уравнений равновесия: если стержни рассеченной панели не параллельны и не пересекаются в одной точке –ΣM=0, где моментальная точка – точка пересечения осей стержней (3 моментальные точки); если 2а из 3ех стержней рассеченной панели параллельны, а 3ий имеет точки пересечения оси с первыми 2мя стержнями – ΣMi=0, ΣY=0, где 2е моментальные точки и ось, перпендикулярная параллельным стержням.