Министерство образования и науки
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технической механики
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ (РГР)
ПО СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКЕ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
УДК 624.04
Методические указания определяют задания и порядок выполнения самостоятельных работ, предусмотренных рабочими программами по строительной механике для студентов направлений: 270800.62 «Строительство», 271101.65«Строительство уникальных зданий и сооружений», 051000.62«Профессиональное обучение (по отраслям)».
Ил. 10 стр., табл. 2
УДК 624.04 (075)
ББК 38.112
Настоящие методические указания предназначены для закрепления теоретических знаний и развития практических навыков начального уровня обучения при выполнении инженерных расчетов и включают краткое содержание расчетно-графических работ по семестрам обучения.
Дисциплины и профили, по которым они выполняются, объем и порядок их выполнения определяются по таблице 1.
Таблица 1
Профиль | Дисциплина | Семестр обучения | |
ПГС | Строительная механика | РГР № 1, задачи 1, 2 РГР № 2, задача 1 | РГР № 2, задача 2 РГР № 3 |
Строительство высот-ных и большепролет-ных зданий и сооружений | Строительная механика | РГР № 1, задачи 1, 2 | РГР № 2, задачи 1, 2 |
Проектирование зданий | Строительная механика | РГР № 1, задачи 1, 2 РГР № 2, задачи 1 | - |
Профессиональное образование | Строительная механика | РГР № 1, задача 2 | - |
Задания на РГР выдаются в виде индивидуальных карточек или схем по усмотрению преподавателя. Предлагаемый набор схем представлен на стр. 9-18.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РГР
1. Основанием для выполнения РГР служит индивидуальная карточка-задание, выдаваемое преподавателем. Индивидуальная карточка наклеивается на титульный лист расчетно-пояснительной записки.
2. Расчетно-графическая работа выполняется в виде расчетно-пояснительной записки на листах чертежной бумаги (формат 210х297 мм), соединенных в брошюру-альбом. Оформление РГР (текст, чертежи) проводится с соблюдением требований ЕСКД (Единой Системы Конструкторской Документации, ГОСТ 2.105-68) и Стандарта предприятия «Дипломные и курсовые проекты. Требования к оформлению пояснительной записки и чертежей», КИСИ, 1990.
3. Сроки выполнения РГР устанавливаются учебными планами деканатов в соответствии с утвержденными рабочими программами. Текущий контроль выполнения задач и консультации по ним ведутся преподавателями кафедры.
4. Прием РГР ведется индивидуально: возможна проверка разделов теоретических знаний, допускается выдача тестовых задач.
РГР № 1. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМОЙ
СОСТАВНОЙ СИСТЕМЫНА ПОСТОЯННУЮ
И ПОДВИЖНУЮ НАГРУЗКИ
Цель работы:
1. Изучение аналитических методов расчета статически определимых стержневых систем на действие неподвижных и подвижных нагрузок.
2. Изучение методов построения линий влияния, а также определения расчетных значений силовых факторов по линиям влияния при действии заданной подвижной нагрузки.
3. Приобретение навыков определения внутренних усилий M, Q, N и построения их эпюр и линий влияния (ЛВ).
4. Приобретение практических навыков построения линий влияния дискретным методом с использованием ПЭВМ на примере расчета фермы.
5. Приобретение навыков использования линий влияния в расчетах сооружений на действие неподвижных и подвижных нагрузок.
Объем работы: решение двух задач.
Задача 1. Расчет статически определимой составной системы
На постоянную нагрузку
Содержание задачи: построение эпюр изгибающих моментов поперечных и продольных усилий в элементах составной балочно-ферменной системы.
Порядок выполнения:
1. Провести кинематический анализ и построить поэтажную схему заданной системы (стр. 9-12).
2. Из уравнений равновесия отдельных дисков определить реакции в междисковых и опорных связях.
3. Для каждой балки методом сечений записать уравнения внутренних усилий M, Q.
4. Построить графики полученных уравнений в виде эпюр.
5. Для выделенной из составной системы фермы определить усилия в стержнях методами вырезания узлов и сквозных сечений. Результаты расчета представить в табличной форме.
6. Проверить правильность расчета всей системы.
Задача 2. Расчет статически определимой составной системы
На подвижную нагрузку
Содержание задачи: построение линий влияния (ЛВ) опорных реакций и внутренних усилий в заданном сечении К балки и в четырех стержнях фермы, определение по ним расчетных значений реакций и усилий от действия заданной нагрузки, а также невыгоднейшего положения заданной подвижной нагрузки.
Порядок выполнения:
1. Статическим методом построить линии влияния всех опорных реакций и внутренних усилий M и Q в заданном сечении К рассмотренной в 1-ой задаче составной системы.
2. Статическим методом построить линии влияния усилий в раскосе, стойке и двух поясах фермы составной системы.
3. По построенным линиям влияния определить усилия от заданной в 1-ой задаче неподвижной нагрузки и сравнить их с полученными там же результатами.
4. Выявить невыгоднейшее положение подвижной нагрузки и вычислить расчетные значения указанных силовых факторов.
РГР № 2. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМОЙ
ПЛОСКОЙ РАМЫ
Цель работы:
1. Усвоение теоретических основ расчета статически неопределимых стержневых систем.
2. Приобретение практических навыков определения внутренних усилий статически неопределимых систем.
Объем работы: решение двух задач.
Задача 1. Расчет плоской рамы методом сил.
Содержание задачи: при воздействии внешней статической нагрузки на заданную раму с постоянными по длинам участков изгибными жесткостями EJ стержней требуется построить эпюры внутренних усилий М, Q, N.
При раскрытии статической неопределимости пренебречь упругими осевыми деформациями и деформациями сдвига. Вычисление интегралов Мора проводить либо способом Симпсона, либо Верещагина по эпюрам изгибающих моментов.
Порядок выполнения:
1. Провести кинематический анализ и определить степень статической неопределимости n заданной рамы (стр. 13-14).
2. Выбрать основную систему (ОС), выявить основные лишние неизвестные и составить систему канонических уравнений (СКУ) метода сил.
3. Провести расчет ОС на заданную внешнюю нагрузку: определить реакции связей, построить эпюру изгибающих моментов MР, сделать статическую проверку равновесия узлов.
4. Провести расчет ОС на единичные воздействия лишних неизвестных: определить реакции связей, построить эпюры изгибающих моментов .
5. Вычислить коэффициенты канонических уравнений метода сил и провести их проверку.
6. Вычислить значения основных лишних неизвестных и проверить их подстановкой в систему канонических уравнений.
7. Определить истинные значения всех реакций связей и построить окончательную эпюру изгибающих моментов М.
8. Провести кинематическую проверку (допустимая погрешность вычислений не более 5%).
9. По эпюре M построитьокончательные эпюры Q и N.
10. Провести статическую проверку правильности построенных эпюр.
Задача 2. Расчет плоской рамы методом перемещений.
Содержание задачи: при воздействии внешней статической нагрузки на заданную раму с постоянными по длине участков изгибными жесткостями EJ стержней требуется построить эпюры внутренних усилий M, Q, N.
Порядок выполнения:
1. Провести кинематический анализ и определить степень кинематической неопределимости n заданной рамы (стр. 15-16).
2. Назначить основную систему (ОС) для расчета методом перемещений и составить систему канонических уравнений (СКУ) метода перемещений.
3. Путем наложения табличных решений отдельных балок (табл. 2) построить эпюры изгибающих моментов в ОС от воздействий единичных смещений узлов и заданной нагрузки MР.
4. Статическим методом определить реактивные усилия во вновь введенных связях, вычислить коэффициенты СКУ метода перемещений и провести их проверки.
5. Из СКУ метода перемещений определить неизвестные перемещения узлов и проверить их подстановкой в систему канонических уравнений.
6. Построить окончательные эпюры внутренних усилий M, Q, N и провести статические проверки правильности расчета.