6949

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Лампси Б.Б.

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Строительная механика»

для обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Промышленная теплоэнергетика»

Нижний Новгород

2022

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Лампси Б.Б.

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) по дисциплине «Строительная механика»

для обучающихся по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Промышленная теплоэнергетика»

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

1

УДК 624.04(075)

Б.Б. Лампси. Строительная механика: учеб.-метод.пос./ Нижегородский государственный архи- тектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 20с. – Текст : электронный.

В учебном пособии кратко изложено содержание лекций и практических занятий по дисциплине «Строительная механика», даны рекомендации по самостоятельной работе студентов.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для подготовки к практическим занятиям по направлению подготовки 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Промышленная теплоэнергетика».

© Б.Б.Лампси 2022 © ННГАСУ, 2022

2

Предисловие

Курс, изучаемый студентами, как и настоящее методическое указание, по-

священы Строительной механике.

Для студентов профиля «Промышленная теплоэнергетика» цели этого курса:

способствовать осознанному, свободному и целенаправленному решению ос-

новной задачи проектирования – поиску новых форм и совершенных решений;

ознакомить с основными понятиями и методами строительной механики и по-

мочь формированию рационального и логического мышления.

В методическом указании дается представление о предмете, методах иссле-

дования и задачах строительной механики, позволяющее студенту чувствовать себя уверенно при изучении этого курса.

4

Строительная механика (Лекционный курс)

Лекция 1.

Тема лекции: Строительная механика как наука.

Объясняются основные задачи строительной механики. Доказывается нужность и важность этой дисциплины для подготовки инженера-строителя.

Объясняется, что такое расчетные схемы сооружений, показываются примеры расчетных схем. Приводится классификация расчетных схем по геометрическому признаку.

Дается классификация стержневых систем по следующим признакам:

1.По характеру сопряжения в узлах;

2.По направлению реакций, возникающих от вертикальной нагрузки;

3.По кинематическому признаку;

4.По способам расчета сооружения;

Дается понятие о нагрузках и воздействиях, их классификация в соответствии с требованиями СП 20.13330.2017 «Нагрузки и воздействия».

Лекция 2.

Тема лекции: Кинематический анализ стержневых систем.

Объясняется, в чем заключается кинематический анализ стержневых систем. Да-

ется понятие числа степеней свободы. Выводится формула определения степени свободы для рамных и шарнирно-стержневых систем.

Приводятся способы образования геометрически неизменяемых систем с соот-

ветствующими примерами.

Лекция 3.

Тема лекции: Расчетные схемы сооружений.

Объясняется понятие расчетной схемы сооружений, основные принципы выбора расчетной схемы. Дается классификация расчетных схем по геометрическому при-

знаку, по кинематическому признаку.

5

Лекция 4.

Тема лекции: Построение эпюр внутренних усилий в статически определимых рамных системах.

Объясняются основные свойства статически-определимых систем.

Объясняются способы построения эпюр внутренних усилий в рамах на примере способа простых сечений. Показывается графический способ построения эпюры из-

гибающих моментов в рамах.

Лекция 5.

Тема лекции: Расчет статически определимых многопролетных балок.

Дается понятие о статически-определимых балках и объясняются особенности их работы, способы образования. Дается понятие поэтажной схемы и ее использование при аналитическом расчете шарнирных балок. Производится сравнение с аналогич-

ными неразрезными статически неопределимыми балками.

Лекция 6.

Тема лекции: Плоские статически-определимые фермы.

Объясняется что такое ферма. Рассказывается принцип работы стропильных ферм в зависимости от способа ее закрепления. Дается классификация ферм по очертанию поясов, по характеру решетки, по направлению опорных реакций.

Объясняется, принцип работы ферма при узловой и вне узловой передачи нагрузки. Показываются характерные узлы.

Лекция 7.

Тема лекции: Аналитический расчет статически определимых ферм.

Объясняются аналитические способы расчета стропильных ферм (метод выреза-

ния узла и метод сечений). Показываются частные случаи равновесия узлов и спо-

собы графического определения знаков усилий в фермах. Все излагаемые методы иллюстрируется примерами.

Лекция 8.

Тема лекции: Основы теории перемещений.

Дается понятие об истинных перемещениях и о перемещениях по заданному направлению. Дается вывод формулы Мора-Максвелла для определения перемеще-

ний от нагрузки

6

Объясняется, как определяются перемещения точек в статически определимых системах от заданной нагрузки с использованием правила Верещагина

Лекция 9.

Тема лекции: Определение перемещений от температурных и кинематических воз-

действий.

Даются выводы формул для определения перемещений от температурных и ки-

нематических воздействий. Все иллюстрируется различными примерами.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Занятие 1.

Тема занятия: Кинематический анализ стержневых систем.

Объясняется, в чем заключается кинематический анализ, что такое число степе-

ней свободы и способы ее определения на примере рам и ферм.

Делается напоминание о типах связей и способах их определения в статически определимых системах.

Занятие 2.

Тема занятия: Построение эпюр внутренних усилий в статически-определимых ра-

мах.

Подробно объясняется, как строятся эпюры изгибающего момента, поперечных и продольных сил в рамах, даются нужные определения и правила. Подробно объяс-

няется способ простых сечений на примере рамы.

Занятие 3.

Тема занятия: Построение эпюр внутренних усилий в статически-определимых ра-

мах.

Объясняется расчет составной (многодисковой) рамной системы. Выдается и объясняется первая расчетно-графическая работа по статическому расчету рам.

Занятие 4.

Тема занятия: Построение эпюр внутренних усилий в статически-определимых ра-

мах.

7

Объясняется принцип графического определения опорных реакций и способы построения эпюры изгибающих моментов графическим способом. Решаются раз-

личные примеры на эту тему.

Занятие 5.

Тема занятий: Построение эпюр внутренних усилий в многопролетной статически определимой балке аналитическим способом.

Рассказывается, что такое многопролетные статически определимые балки и объ-

ясняется, что такое поэтажная схема. На примерах показываются основные принци-

пы ее построения. Показываются примеры расчета многопролетных статически-

опрределимых шарнирных балок аналитическим методом.

Занятие 6.

Тема занятия: Аналитические способы расчета статически определимых ферм.

Объясняются аналитические способы расчета ферм: способ простых сечений и способ вырезания узлов на различных примерах. Показываются способы построения линий влияния в фермах.

Выдается и объясняется третья расчетно-графическая работа по аналитическому расчету фермы.

Занятие 7.

Тема занятия: Аналитические способы расчета статически определимых ферм.

Объясняется аналитический расчет консольной фермы. Показываются основные отличия расчета в сравнении с балочной фермой. Решаются различные примеры на эту тему. Показываются способы построения линий влияния в стержнях ферм.

Занятие 8-9.

Тема занятия: Определение перемещений в статически-определимых системах.

Объясняется, что такое перемещение и как определять перемещения точек от за-

данной нагрузки, используя правило Верещагина и формулу Симпсона. Объясняют-

ся методы определения перемещений от температурных и кинематических воздей-

ствий. Решаются различные примеры на эту тему.

8

Примеры выполнения расчетно-графических работ по курсу

«Строительная механика»

РГР №1. Расчет плоской статически определимой рамы аналитическим

способом.

Пример. От заданной нагрузки определить аналитически внутренние усилия в сечениях рамы, приведенной на рисунке 1 и построить эпюры изгибающих момен-

тов Mp, поперечных Qp и продольных Np сил.

Рис. 1.

Решение:

1) Определяем опорные реакции и их составляющие:

MЕнижн.с. = 0; 60 – RB 4 = 0; RB = 15 кН;

MЕпр.с. = 0; 90 3 + xC 4 - yC 6 = 0 или 4xC - 6yC + 270 = 0;MДпр.с. = 0; 15 2 1 – 60 + 90 9 + 15 2 + xC 2 - yC 12 = 0; или 2xC - 12yC + 810 = 0.

Решая, получим yC = 75 кН, xC = 45 кН.

X=0; - xA + 15 4 – 15 – 45 = 0, xA = 0.

MА = 0; 15 4 2 + 90 9 – 60 - 75 12 + MA = 0, MA = 30 кНм.Y = 0; - 90 + 75 + yA = 0, yA = - 15 кН.

Проверка: MЕлев.с. = 0; 15 4 2 – 30 - 15 6 = 0;

MС= 0; 90 3 + 60 - 15 4 2 - 30 - 15 12 = 0.

2)Определяем значения изгибающих моментов, поперечных и продольных сил

вхарактерных сечениях рамы, рассматривая равновесие отсеченной частей рамы

(рис.2, 3).

9