Косой изгиб, основные понятия и определения. Силовые плоскости и линии. Нормальные напряжения в поперечном сечении бруса. Уравнение нулевой линии. Построение эпюр нормальных напряжений. Расчет на прочность при косом изгибе по предельному состоянию. Определение прогибов.
Понятие о внецентренном сжатии (растяжении). Условия возникновения внецентренного сжатия (растяжения). Понятие об эксцентриситете. Внецентренное сжатие бруса большой жесткости (случай, когда точка приложения силы лежит на одной из главных осей инерции, и общий случай). Нормальные напряжения в поперечном сечении бруса. Уравнение нулевой линии. Построение эпюр нормальных напряжений. Ядро сечения и его свойства.
Построение контура ядра простейших сечений (прямоугольного, кругового). Расчет на прочность.
Рекомендуемая литература:
[2, c. 261-270, c. 274-284]; [4, c. 251-266].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) расположение нулевой линии при косом изгибе;
2) расположение нулевой линии и ядра сечения при внецентренном растяжении (сжатии);
3) принцип построения эпюр нормальных напряжений при косом изгибе и внецентренном растяжении (сжатии);
4) расчет на прочность.
Тема 2.7 Устойчивость центрально-сжатых стержней
Понятие об устойчивых и неустойчивых формах равновесия центрально-сжатых стержней. Явление продольного изгиба. Критическая сила. Критическое напряжение. Гибкость стержня. Пределы применимости формулы Эйлера. Предельная гибкость. Эмпирическая формула Ясинского - Тетмайера.
Расчет центрально-сжатых стержней на устойчивость с применением коэффициента продольного изгиба. Рациональные формы поперечного сечения сжатых стержней.
Рекомендуемая литература:
[2, c. 288-309]; [4, c. 267-278].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) понятие критической силы;
2) пределы применимости формулы Эйлера;
3) различные способы закрепления колонн;
4) методику расчета центрально-сжатых стержней на устойчивость с применением коэффициента продольного изгиба;
5) особенности расчета относительно материальной и свободной осей.
Тема 2.8 Кручение брусьев круглого сечения
Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Скручивающий и крутящий моменты. Построение эпюры крутящих моментов. Напряжение в поперечном сечении круглого бруса, угол закручивания. Полярный момент сопротивления для кругового и кольцевого сечений. Расчет валов по допускаемым напряжениям на прочность и на жесткость.
Рекомендуемая литература:
[2, c. 288-309]; [4, c. 202-209].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) принцип построения эпюры крутящих моментов;
2) возникающие напряжения в поперечном сечении бруса;
3) метод расчета валов по допускаемым напряжениям на прочность и жесткость;
Тема 2.9 Понятие о действии динамических и повторно - переменных нагрузок
Основные понятия о динамических задачах сопротивления материалов. Расчет при известных силах инерции. Приближенный расчет на удар. Динамический коэффициент. Понятие об усталости материала. Прочность при переменных напряжениях.
Рекомендуемая литература:
[2, c. 315-327]; [4, c. 278-292].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) особенность динамических и повторно-переменных нагрузок;
2) расчет при известных силах инерции;
3) приближенный расчет на удар;
4) работу материла при повторно-переменных нагрузках, его предел выносливости.
Раздел 3 Статика сооружений
Тема 3.1 Основные положения
Задачи статики сооружений, ее связь с теоретической механикой, сопротивлением материалов и смежными специальными предметами. Основные рабочие гипотезы: допущение идеальных шарниров и абсолютно жесткого защемления, замена действительных сооружений расчетными схемами, расчленение пространственных систем на плоские, неизменяемость систем. Классификация сооружений и их расчетных схем: по расположению осей элементов и нагрузок, по геометрическим характеристикам элементов, в зависимости от направления опорных реакций, по методам расчета, по кинематическим признакам. Краткий обзор развития статики сооружений.
Рекомендуемая литература:
[4, c. 293-296]; [6, c. 4-12].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) основные гипотезы и допущения статики сооружений;
2) классификация сооружений и их расчетных схем.
Тема 3.2 Исследование геометрической неизменяемости плоских стержневых систем
Геометрически неизменяемые и изменяемые системы. Степень свободы. Необходимое условие геометрической неизменяемости. Анализ геометрической структуры сооружений. Мгновенно изменяемые системы.
Рекомендуемая литература:
[4, c. 296-306]; [6, c. 12-40].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) понятие диска и виды связей диска с основанием;
2) определение степени свободы сложного сооружения;
3) какие выводы можно сделать на основании значения степени свободы;
4) анализ геометрической структуры сооружений.
Тема 3.3 Статически определимые плоские фермы
Общие сведения о фермах. Развитие форм поперечного сечения балок и предпосылки перехода от балки к ферме. Классификация ферм: по назначению, направлению опорных реакций, очертанию поясов, системе решетки. Образование простейших ферм. Условия геометрической неизменяемости и статической определимости ферм. Анализ геометрической структуры ферм.
Аналитическое определение опорных реакций.
Аналитическое определение сил в стержнях фермы методом сквозных сечений (способы моментных точек и проекций). Графическое определение сил в стержнях фермы путем построения диаграммы Максвелла - Кремоны.
Рекомендуемая литература:
[4, c. 338-357]; [6, c. 120-175].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) условия геометрической неизменяемости и статической определимости ферм;
2) кинематический анализ фермы;
3) графическое определение сил в стержнях фермы путем построения диаграммы Максвелла – Кремоны;
4) частные случаи построения диаграммы сил.
Тема 3.4 Многопролетные статически определимые (шарнирные) балки
Основные сведения о многопролетных статически определимых (шарнирных) балках. Условия статической определимости и геометрической неизменяемости. Анализ геометрической структуры. Типы шарнирных балок. Схемы взаимодействия (этажные схемы) элементов, составляющих шарнирные балки. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Понятия о наиболее выгодном расположении шарниров в балке (равномоментные балки).
Рекомендуемая литература:
[4, c. 306-314]; [6, c. 47-66].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) условия статической определимости и геометрической неизменяемости многопролетных балок;
2) метод анализа геометрической структуры;
3) принцип построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Тема 3.5 Статически определимые плоские рамы
Общие сведения о рамных конструкциях. Тины рам: однопролетные, многопролетные, одноярусные (одноэтажные), многоярусные (многоэтажные), составные и специального назначения. Анализ статической неопределимости рамных систем. Построение эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил. Проверка правильности построения эпюр по условиям равновесия жестких узлов и отсекаемых частей рамы (статическая проверка).
Рекомендуемая литература:
[4, c. 332-338]; [6, c. 69-85].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) метод анализа статической неопределимости рамных систем;
2) принцип построения эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил;
3) принцип проверки правильности построения эпюр.
Тема 3.6 Трехшарнирные арки
Криволинейная балка. Общие сведения об арках. Типы арок (бесшарнирные, двухшарнирные, трехшарнирныеи арки с затяжками) и их элементы. Аналитический способ расчета трехшарнирных арок. Определение опорных реакций, изгибающего момента, поперечной и продольной сил в произвольном сечении арки. Построение эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил.
Выбор рационального очертания оси арки.
Рекомендуемая литература:
[4, c. 315-332]; [6, c. 85-120].
Методические рекомендации
В данной теме необходимо обратить внимание на:
1) аналитический способ расчета трехшарнирных арок;
2) определение опорных реакций;
3) принцип построение эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил;
4) выбор рационального очертания оси арки.