К Теме 2.4Вологість грунту-це відношення маси води в ньому до маси скелету.
Залежність між масою скелета і масою вологого грунту.
Вопросы для самопроверки К Введению 1. Что изучает техническая механика? 2. Что такое материя? 3. Что такое движение материн, какие формы движения вы знаете, что такое механическое движение? 4. Что понимается под равновесием? 5. Что изучается в теоретической механике и ее разделах: статике, кинематике, динамике? К теме 1.1 1. Какое тело называется абсолютно твердым? 2. Что называется материальной точкой? 3. Что такое сила и какова ее единица? Какими тремя факторами определяется сила, действующая на твердое тело? 4. Что называется системой сил? 5. какие две системы называются эквивалентными? 6. Какая сила называется равнодействующей данной системы сил? 7. Чем отличается равнодействующая данной системы сил от силы, уравновешивающей эту систему? 8. Что такое аксиомы статики, как они формулируются? 9. Какое тело называется несвободным? 10. Что называется реакцией связи, как направлены реакции наиболее распространенных типов связей? К теме 1.2 I. Какие силы называются сходящимися? 2. По какой формуле определяется величина равнодействующей двух сходящихся сил? 3. Как геометрически определяется равнодействующая системы сходящихся сил влияет ли порядок сложения сил на величину и направление равнодействующей? 4. В чем состоит геометрическое условие равновесия системы сходящихся сил? 5. Сформулируйте теорему о равновесии трех непараллельных сил. 6. Что называется проекцией силы на ось, как определяется знак проекции? 7. Известно, что сумма проекций всех сил, приложенных к телу на одну из двух взаимно перпендикулярных осей, равна нулю, на другую — не равна нулю. Как направлена равнодействующая такой системы сил? Чему равна проекция этой равнодействующей на другую ось? 8. Как формулируются аналитические условия равновесия системы сходящихся сил? 9. Что называется фермой? В чем заключается сущность определения сил в стержнях ферм методом вырезания узлов? К теме 1.3 1. Что называется парой сил? 2. Какое движение совершает свободное твердое тело под действием пары сил? 3. Что называется моментом пары и как определяется знак момента? Какова единица момента? 4. Каким образом можно уравновесить действие на тело пары сил? 5. Какие пары сил называют эквивалентными? 6. Какими свойствами обладают пары? 7. В чем состоит условие равновесия пар, лежащих в одной плоскости? К теме 1.4 1. Что называется моментом силы относительно данной точки? 2, Как выбирается знак момента? 3. Что такое плечо силы? 4. Изменится ли момент силы относительно данной точки при переносе силы по линии ее действия? 5. В каком случае момент силы относительно точки равен нулю? 6. Что значат привести силу к данному центру? 7. Что называется присоединенной парой? Чему равен ее момент? 8. Что называется главным вектором и главным моментом плоской системы сил и как они определяются? 9. Чем отличается главный вектор от равнодействующей данной системы? 10. Изменятся ли главный момент и главный вектор при перенесении центра приведения? 11. В каких случаях плоская система сил приводится к одной силе или к одной паре? 12. В чем состоит теорема Вариньона? 13. Сформулируйте условия равновесия плоской системы произвольно расположенных сил, напишите уравнения равновесия для такой системы сил (три вида). 14. Как с помощью теоремы Вариньона найти точку, через которую проходит линия действия равнодействующей плоской системы параллельных сил? 15. Напишите уравнения равновесия для плоской системы параллельных сил (два вида). К теме 1.5 1. Какая система сил называется пространственной? 2. Что называется пространственной системой сходящихся сил? 3. Сформулируйте правило параллелепипеда сил? 4. Как определяют проекции пространственной силы на координатные оси и плоскости? 5. Является ли проекция силы на плоскость векторной величиной? 6. В чем состоят графическое и аналитическое условия равновесия пространственной системы сходящихся сил? 7. Что называется моментом силы относительно данной оси? Как выбирается знак момента? В каких случаях момент силы относительно оси равен нулю? 8. Как приводятся силы, произвольно расположенные в пространстве, к данному центру? 9. Напишите уравнения равновесия системы сил, произвольно расположенных в пространстве, и объясните их смысл. 10. Напишите уравнения равновесия пространственной системы параллельных сил и объясните их смысл. К теме 1.6 1. Дайте определение центра параллельных сил и укажите его свойство: напишите формулы для определения координат центра параллельных сил. 2. Что называется центром тяжести тела? 3. Напишите формулы для определения координат центров тяжести однородного тела и тонкой однородной пластинки. 4, Что называется статическим моментом площади плоской фигуры? Какова его единица? В каком случае он равен нулю? 5. Как определяется положение центра тяжести плоской фигуры сложной формы? 6. Как определяется центр тяжести сечений, составленных из стандартных профилей проката? К теме 1.7 1, Какое равновесие твердого тела называется устойчивым, неустойчивым и безразличным? 2. При каком условии равновесие твердого тела, имеющего точку опоры или ось вращения, устойчивое, при каком — неустойчивое и при каком — безразличное? Приведите примеры. 3. Сформулируйте условие равновесия для тела, опирающегося на плоскость. 4. Что такое коэффициент устойчивости тела, имеющего плоскость опоры? Каким он должен быть — больше или меньше единицы?
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ПРОГРАММА Тема 2.1. Основные положения. Цели и задачи раздела «Сопротивление материалов» и его связь с другими разделами технической механики и специальными предметами. Краткие сведения по истории развития сопротивления материалов как учебной дисциплины. Понятие об упругих и пластических деформациях. Внешние силы (нагрузки), их квалификация. Основные допущения: и гипотезы о свойствах материалов и характер деформаций; однородность, непрерывность строения, упругость, изотропность, весьма малые изменения формы и размеров, линейная зависимость между силами и вызываемыми ими перемещениями, принцип независимости действия сил. Характеристика геометрии элементов конструкций. Определение внутренних сил методом сечений. Внутренние силы в поперечных сечениях бруса. Основные виды деформированного состояния бруса (виды нагружения). Напряжение: полное, нормальное, касательное. Тема 2.2. Растяжение и сжатие. Продольная сила. Гипотеза плоских сечений (гипотеза Бернулли). Нормальные напряжения в поперечных сечениях бруса. Построение эпюр продольных и нормальных напряжений. Принцип Сен-Венана. Продольная деформация при растяжении (сжатии). Закон Гука. Модуль продольной упругости. Определение перемещений поперечных сечений. Жесткость сечения бруса при растяжении и сжатии. Поперечная деформация. Коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона). Допускаемое напряжение и коэффициент запаса прочности по пределу текучести и пределу прочности. Основные факторы, влияющие на его выбор. Расчеты на прочность: проверка напряжений, подбор сечения брусьев; определение допускаемой нагрузки. Метод расчета по предельным состояниям. Предельные состояния и надежность конструкций. Коэффициенты: надежности по нагрузке, по материалу, по назначению и условий работы. Нормативные и расчетные нагрузки. Нормативные и расчетные сопротивления. Условие прочности по предельному состоянию при растяжении (сжатии). Расчет по эксплуатационной способности. Смысл этого расчета. Простейшие расчеты на прочность по предельным состояниям и сравнение полученных результатов с. расчетом по допускаемым напряжениям. Влияние собственной силы тяжести бруса на напряжение. Понятие о брусьях равного сопротивления. Понятие о концентрации напряжений. Коэффициент концентрации напряжений. Тема 2.3. Сдвиг через смятие. Понятие о чистом сдвиге. Деформация сдвига. Модуль сдвига. Зависимость между тремя упругими постоянными Е, V и G для изотропного материала (без вывода). Срез и смятие; основные расчетные предпосылки и расчетные формулы; условности расчета. Расчетные сопротивления на срез и смятие. Примеры расчета заклепочных, болтовых, сварных, клеевых соединений и сопряжений деревянных элементов на врубках по предельному состоянию. Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений. Понятие о геометрических характеристиках плоских поперечных сечений бруса. Моменты инерции: осевой (экваториальный), полярный и центробежный. Осевые моменты инерции простейших сечений; прямоугольного, треугольного, кругового и кольцевого. Главные оси и главные центральные моменты инерции. Определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии. Применение таблиц прокатных профилей. Тема 2.5. Изгиб прямого бруса. Основные понятия и определения. Внутренние силовые факторы в поперечном сечении бруса при прямом изгибе: поперечная сила и изгибающий момент- Дифференциальные зависимости между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изгибающим моментом. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов для различных видов нагружения статически определимых балок. Вывод формулы нормальных напряжений при чистом изгибе в произвольной точке поперечного сечения бруса. Жесткость сечения. Эпюра нормальных напряжений в поперечном сечении. Распространение формул, полученных для чистого изгиба, на поперечный изгиб. Понятие о моменте сопротивления сечения. Наибольшие нормальные напряжения растяжения и сжатия. Эпюры нормальных напряжений в сечении. Формула Журавского для касательных напряжений в поперечных сечениях балок. Эпюры касательных напряжений для балок прямоугольного, круглого и двутаврового поперечных сечений. Расчеты балок на прочность: а) по нормальным напряжениям. Расчет балок по первой группе предельных состояний, проверка прочности, подбор сечения, определение эксплуатационной способности. Рациональные формы сечений балок, применяемых в строительстве; б) по. касательным напряжениям. Случаи, в которых необходима дополнительная проверка балки по касательным напряжениям для балок прямоугольного и круглого поперечных сечений; Условие жесткости и практический расчет балок на надежность при изгибе по второй группе предельных состояний с использованием ЭВМ и готовых таблиц и формул. Тема 2.6. Косой изгиб и внецентренное сжатие (растяжение). Косой изгиб, основные понятия и определения. Силовые плоскость и линии. Нормальные напряжения в поперечном сечении бруса. Уравнение нулевой линии. Построение эпюр, напряжений. Расчет на прочность при косом изгибе по предельному состоянию. Определение прогиба. Понятие о внецентренном сжатии (растяжении). 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 его свойства. Построение контура ядра сечения для брусьев простых профилей. Расчет на прочность по предельному состоянию. Тема 2.7. Кручение брусьев круглого поперечного сечения. Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Скручивающий и крутящий моменты. Построение эпюр 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. Тема 2.8. 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. Расчет центрально-сжатых стержней на устойчивость по предельному состоянию с применением коэффициента продольного изгиба. Рациональные формы поперечного сечения сжатых стержней. Тема 2.9. Понятие о действии динамических и повторно-переменных нагрузок. Основные понятия о действии динамических нагрузок. Простейшие примеры расчета на динамические нагрузки. Динамический коэффициент. Понятие о действии повторно-переменных нагрузок. Понятие об усталости материала. Прочность при переменных напряжениях. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Михайлов А. М. Основы расчета элементов строительных конструкций. М., 1981. Улитин Н. С, Першин А. Н„ Лауенбург Л. В. Сборник задач по технической механике. М., 1978. Портаев Л. П., Петраков П. А., Техничесуая механика. М., 1987. Михайлов А. М. Сопротивление материалов, М. 1989 г. ГОСТ 8240 - 89. Швеллеры стальные горячекатоные.Сортамент. ГОСТ 8239 - 89 Двутавры стальные горячекатаные.Сортамент ГОСТ 8510 - 86 Уголки стальные горячекатаные неравноколочные. Сортамент. СНиП 2.01 - 07 - 85. Нагрузки и воздействия (с изм. От 2004г.) СНиП Н - 23 - 81 Стальные конструкции.
Вопросы для самопроверки К теме 2.1 1. Каковы основные задачи науки о сопротивлении материалов? 2. Что называется прочностью, жесткостью и устойчивостью элемента конструкции? 3. Какие деформации называют упругими и какие пластическими (остаточными)? 4. Что называется упругостью твердого тела? 5. Как классифицируются нагрузки, действующие на сооружения? 6. Сформулируйте основные гипотезы и допущения, принимаемые в сопротивлении материалов. 7. Что такое брус, пластинка (оболочка) и массивное тело? 8. В чем сущность метода сечений? 9. Охарактеризуйте внутренние силовые факторы (внутренние силы и моменты, которые могут возникнуть в поперечном сечении бруса).10.Что называется напряжением в данной точке сечения? Какова его единица? 11. Что такое нормальное и касательное напряжения? Как они действуют в рассматриваемых сечениях твердого тела? 12. В чем состоит задача расчета на прочность? на жесткость? на устойчивость? К теме 2.2 1. Какой вид нагружения бруса называется растяжением и какой сжатием? 2. Что такое продольная и поперечная деформация бруса при растяжении (сжатии) и какова зависимость между ними? 3. Что называется продольной силой в сечении бруса? 4. Что такое эпюры продольных сил и нормальных напряжений? Как они строятся? 5. Как записывается и как формулируется закон Гука при растяжении (сжатии)? 6. Что такое модуль продольной упругости материала? Как он определяется? В каких единицах выражается? 7. Что называется жесткостью сечения бруса при растяжении (сжатии)? 8. Можно ли увеличить жесткость бруса данного поперечного сечения, применив марку стали с повышенными прочностными характеристиками? 9. Какой вид имеет диаграмма растяжения образца малоуглеродистой стали? 10. Что называется пределами: пропорциональности, упругости, текучести, прочности? Объясните физический смысл предела текучести. 11. Что такое условный предел текучести? Для каких материалов он определяется и почему? 12. В чем различие между условной и истинной диаграммой растяжения материалов? 13. Какими показателями характеризуется степень пластичности материала? Как они определяются? 14. В чем сущность закона разгрузки и повторного нагружения? Что называется наклепом? 15. Чем отличается диаграмма растяжения пластичной стали от диаграммы растяжения хрупкой стали? 16. По какой механической характеристике материала можно судить о его способности сопротивляться действию ударных нагрузок? 17. Что такое удельная потенциальная энергия деформации? 18. Что называется допускаемым напряжением материала? Каково его значение в вопросе прочности материала? Как оно выбирается для пластичных и хрупких материалов? 19. Почему допускаемое напряжение должно быть ниже предела пропорциональности данного материала? 20. Что называется коэффициентом запаса прочности? 21. Какие факторы влияют на выбор допускаемого напряжения и коэффициента запаса прочности? 22. Напишите расчетное уравнение, прочности на растяжение и сжатие по допускаемому напряжению. Объясните его смысл. 23. Напишите расчетное уравнение прочности на растяжение и сжатие по предельному состоянию. 24. Какие коэффициенты применяют при расчете по предельным состояниям и что они учитывают? 25. Что называется нормативным сопротивлением материала и что расчетным сопротивлением? 26. В чем сущность метода расчета по предельным состояниям? 27. Охарактеризуйте две группы предельных состояний, установленные СНиП. ||-А. 10-71. 28. Напишите расчетную формулу проверки несущей способности конструкции при растяжении, сжатии. 29. Что называется опасным сечением бруса? Напишите формулы, по которым: а) проверяется действительное напряжение в сечении бруса; б) подбирается площадь поперечного сечения; в) определяется допускаемая нагрузка при заданном сечении бруса. 30. Напишите расчетное уравнение прочности бруса при растяжении и сжатии с учетом его собственной силы тяжести. 31. Что называется брусом равного сопротивления? 32. Какие задачи на растяжение и сжатие называются статически неопределимыми? В чем состоит сущность их решения? 33. Что называется концентрацией напряжений в сечении бруса? Какие меры принимают для уменьшения концентрации напряжений? Почему концентрация напряжений менее опасна для пластичных матфиалов чем для хрупких? Почему концентрация напряжений не опасна для чугуна? 34. Что такое коэффициент концентрации напряжений? От чего он зависит? К теме 2.3 1.Что такое чистый сдвиг? 2. Что называется абсолютным и относительным сдвигом? 3. Напишите формулу, выражающую закон Гука при сдвиге. 4. Что такое модуль сдвига? 5. Напишите формулу зависимости между модулем продольной упругости, модулем сдвига и коэффициентом Пуассона. 6. Как происходят срез и смятие? 7. Как рассчитывают односрезные и двухсрезные заклепочные соединения? 8. Из каких условий определяются количество заклепок, толщина и ширина фасонного листа и другие размеры заклепочного соединения? 9. Назовите основные типы сварных соединении. Как рассчитывают каждый из них? 10. Как определяется длина фланговых сварных швов? 11. Почему при расчете прочности сварного шва его толщина умножается на коэффициент 0, 7? 12. Как проверить несущую способность заклепочного соединения? сварного соединения? К Теме 2.4 1. Что называется осевым, полярным и центробежным моментами инерции сечения? Каковы их единицы? 2. Какие моменты инерции всегда положительны, какие могут принимать отрицательные значения и равные нулю? Почему? 3. Какова зависимость между осевыми моментами инерции относительно двух взаимно перпендикулярных осей, с одной стороны, и полярным моментом инерции относительно точки пересечения этих осей — с другой? 4. Какова зависимость между моментами инерции относительно двух параллельных осей, из которых одна центральная? 5. Что такое главные и что такое главные центральные моменты инерции? 6. Какие оси называются главными и какие главными центральными? 7. В каких случаях можно без вычисления установить положения главных осей? 8. Напишите формулы для определения главных центральных моментов инерции прямоугольника, круга, кольца, равнобедренного треугольника. 9. Как определить положение главных центральных осей составного сечения, имеющего ось симметрии? К теме 2.5 1.Что такое прямой изгиб? 2. Что такое чистый и поперечный изгиб? 3. Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечных сечениях балки при поперечном изгибе? 4. Как вычисляют изгибающий момент в поперечном сечении бруса и каково правило знаков при этом? 5. Как вычисляют поперечную силу в поперечном сечении' балки, и каково правило знаков при этом? 6. Как формулируют и записывают дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределения нагрузки? 7. Что такое эпюры поперечных сил и изгибающих моментов? Как и для чего они строятся? 8. Как изменяется поперечная сила в сечении, соответствующем точке приложения внешней сосредоточенной силы? Изменяется ли изгибающий момент в этом сечении? 9. Как изменяется изгибающий момент в сечении, в котором к балке приложен внешний сосредоточенный момент? Изменяется ли значение поперечной силы в этом сечении? 10. Как вычислить изгибающий момент в любом сечении балки по построенной для нее эпюре поперечных сил? 11. Чему равна поперечная сила в сечениях бруса, в которых изгибающий момент достигает экстремальных (максимального или минимального) значений? 12. Как определяют экстремальное значение изгибающего момента? 13. В чем заключается проверка правильности эпюр поперечных сил и изгибающих моментов? 14. Сформулируйте гипотезу плоских сечений. 15. Что такое нейтральный слой и нейтральная ось и как они расположены? 16. Чему равна кривизна оси балки при чистом изгибе? Выведите соответствующую формулу. 17. По какой формуле определяют нормальные напряжения в поперечном сечении балки при изгибе и как они меняются по высоте балки? Выведите эту формулу. 18. Что называется жесткостью сечения при изгибе? 19. Что такое осевой момент сопротивления сечения? Каковы его физическая сущность и единицы? 20. Напишите условие прочности при изгибе по допускаемому напряжению и по предельному состоянию. 21. Какие задачи можно решить по этим условиям? 22. В чем сущность проверки несущей способности балочных конструкций? 23. По каким формулам определяют осевые моменты сопротивления прямоугольника, квадрата, круга, кругового кольца? 24. Напишите формулу Журавского для определения касательных напряжений при изгибе. 25. В каких случаях следует производить проверку прочности балок по наибольшим касательным напряжениям, возникающим в поперечных сечениях? Как производится эта проверка?
|
