7825

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Б.Б. Лампси

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине

«Строительная механика» для обучающихся по направлению подготовки - 07.03.01 Архитектура, направленности

(профили) Архитектурное проектирование, Реставрационное проектирование, Градостроительное проектирование.

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

1

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Б.Б. Лампси

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине

«Строительная механика» для обучающихся по направлению подготовки - 07.03.01 Архитектура, направленности

(профили) Архитектурное проектирование, Реставрационное проектирование, Градостроительное проектирование

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

2

УДК 624.04(075)

Лампси Б. Б. Строительная механика: учеб.-метод. пос./ Б.Б. Лампси; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ, 2022. – 36 с.; электрон.

В учебном пособии кратко изложено содержание лекционных и практических занятий по дисциплине «Строительная механика», включая статику твердого тела, статику деформируемого тела и статику сооружений. Даны рекомендации по самостоятельной работе студентов, помогающими овладеть теорией и приобрести навыки в решении задач.

Предназначено обучающимся в ННГАСУ для выполнения лекционных и практический занятий по направлению подготовки 07.03.01 Архитектура.

© Б.Б. Лампси, 2022

© ННГАСУ, 2022

3

от нагрузки, температурных и кинематических воздействий……. Пример выполнения задачи РГР № 1………………………………. 14 Пример выполнения задачи РГР № 2………………………………. 22 Рекомендации к самостоятельной работе………………………… 33 Литература…………………………………………………………… 35

5

ПРЕДИСЛОВИЕ

Курсы, изучаемые студентами, как и настоящее пособие, состоят из трех раз-

делов: статика твердого тела (Теоретическая механика), статика деформируемого тела (Сопротивление материалов) и статика сооружений (Строительная механика),

т.е. фактически является курсами технической механики в широком смысле этого слова.

Для студентов-архитекторов и дизайнеров цели этого курса:

способствовать осознанному, свободному и целенаправленному решению ос-

новной задачи архитектурного проектирования – поиску новых форм и совер-

шенных решений;

ознакомить с основными понятиями и методами строительной механики и по-

мочь формированию рационального и логического мышления.

В пособии дается представление о предмете, методах исследования и задачах теоретической механики и механики в целом, позволяющее студенту чувствовать себя уверенно при изучении этого курса.

.

6

Раздел 1. Теоретическая механика.

Лекция 1.

Тема лекции: Теоретическая механика как наука.

Объясняются основные задачи теоретической механики. Даются основные по-

нятия и определения. Деление теоретической механики на статику, кинематику и динамику. Объясняются факторы определяющие силу: точка приложения, линия действия или направление, модуль или величина. Рассказываются основные аксио-

мы статики (аксиома инерции, аксиома равновесия системы двух сил, аксиома при-

соединения или исключения уравновешенной системы сил, аксиома параллело-

грамма, аксиома действия и противодействия, аксиома отвердевания, аксиома осво-

бождаемости от связей).

Лекция 2.

Тема лекции: Равновесие систем.

Связи и их реакции. Система сходящихся сил. Равновесие системы сходящихся сил. Теория пар сил. Приведение плоской системы сил к центру. Плоская система сил. Равновесие плоской системы сил. Равновесие составных систем.

Лекция 3.

Тема лекции: Центр тяжести тела. Центр тяжести плоских фигур.

Даются определения центра тяжести твердого тела. Рассказываются основные методы определения положения центра тяжести:

-метод интегрирования;

-учет симметрии (если тело имеет плоскость, ось или центр симметрии, то его центр тяжести расположен соответственно: в этой плоскости, на этой оси или в этом центре симметрии);

-метод разбиения;

-метод отрицательных площадей;

-метод группировки.

Показываются центры тяжести простейших фигур: треугольника, прямоуголь-

ника кругового сектора.

7

Раздел 2. Сопротивление материалов.

Лекция 4.

Тема лекции: Наука сопротивление материалов. Введение в статику деформируемо-

го тела, гипотезы сопромата, виды напряженно-деформированного состояния.

Объясняются основные задачи сопротивления материалов, основные гипоте-

зы, положенные в основу науки. Даются понятия внутреннего усилия и напряжения.

Рассматриваются виды напряженно-деформированного состояния (НДС). Понятие о материале конструкции (закон Гука, коэффициент Пуассона, механические испыта-

ния материалов).

Лекция 5.

Тема лекции: Геометрические характеристики плоских сечений. Расчет балок на прочность.

Даются понятия статических моментов сечения. Определяются моменты инерции сечения относительно центра (оси), моменты инерции относительно парал-

лельных осей. Рассматриваются моменты инерции простых сечений: прямоугольни-

ка, круга. Рассказываются методы определения внутренних усилий в балке, способы построения эпюр поперечных сил Q и изгибающих моментов М. Объясняется расчет балок на прочность и жесткость (определение нормальных и касательных напряже-

ний в балке).

Раздел 3. Строительная механика.

Лекция 6.

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;

8

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 7.

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 8.

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.

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.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ

Занятие 1.

Тема занятия: Связи и их реакции. Система сходящихся сил.

Рассматриваются простейшие типы связей. Делаются выводы по каждому ти-

пу связи. Виды связей: идеально гладкая поверхность, гибкая невесомая и нерастя-

жимая нить, жесткий невесомый прямолинейный стержень, подвижная опора, непо-

движная опора, сферический шарнир. Подробно решаются примеры с разными ти-

пами связей. Дается определение сходящихся сил. Доказывается теорема о трех си-

9

лах. Рассматривается графическое определение равнодействующей сходящихся сил.

Дается аналитическое задание силы.

Занятие 2.

Тема занятия: Равновесие системы сходящихся сил Рассматриваются условия и уравнения равновесия системы сходящихся сил.

Решение задач по теме.

Занятие 3.

Тема занятия: Плоская система сил.

Объясняется, что одной из основных задач, решаемых статикой, является за-

мена одной системы сил другой – эквивалентной ей. Показывается, что такая проце-

дура позволяет все многообразие систем сил свести к простейшим системам, клас-

сифицировать их и получить уравнения равновесия, необходимые для решения практических задач. Доказывается Лемма Пуансо. Приводится теорема о приведе-

нии плоской системы сил. Рассматриваются частные случаи приведения плоской системы сил. Теорема Вариньона (о моменте равнодействующей плоской системы сил).

Занятие 4.

Тема занятия: Равновесие плоской системы сил.

Рассматриваются необходимым и достаточным условием равновесия плоской си-

стемы сил. Показываются варианты записи уравнений равновесия плоской системы сил.

Занятие 5.

Тема занятия: Центр тяжести тела. Центр тяжести плоских фигур.

Разбираются примеры на определение центра тяжести твердого тела. Рассматрива-

ется нахождение центра тяжести простейших фигур.

Занятие 6.

Тема занятия: Равновесие составных систем.

Определение составных систем. Рассматривается два способа определения опорных реакций составных систем. Решаются примеры на определение опорных реакций рамы, определение реакции в опорах и в соединительном шарнире трех-

шарнирной арки.

10