7826

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

профиль Архитектура

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

профиль Архитектура

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

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 разделов: 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 основной задачи архитектурного проектирования – поиску новых форм и совершенных решений;

ознакомить с основными понятиями и методами строительной механики и помочь формированию рационального и логического мышления.

Впособии 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 понятия 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 аксиомы статики (аксиома инерции, аксиома равновесия системы двух сил, аксиома присоединения или исключения уравновешенной системы сил, аксиома параллелограмма, аксиома действия и противодействия, аксиома отвердевания,

аксиома освобождаемости 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.

7

Показываются центры тяжести простейших фигур: треугольника,

прямоугольника кругового сектора.

Раздел 2. Сопротивление материалов.

Лекция 4.

Тема лекции: Наука сопротивление материалов. Введение в статику деформируемого тела, гипотезы сопромата, виды напряженно-деформированного состояния.

Объясняются основные задачи сопротивления материалов, основные гипотезы,

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 испытания 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 параллельных осей. Рассматриваются моменты инерции простых сечений:

прямоугольника, 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 напряжений 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.

8

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 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 изгибающих 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 вырезания узла и метод сечений). Показываются частные случаи равновесия узлов и способы 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 типу связи. Виды связей: идеально гладкая поверхность, гибкая невесомая и нерастяжимая

нить, жесткий невесомый прямолинейный стержень, подвижная опора, неподвижная

9

опора, сферический шарнир. Подробно решаются примеры с разными типами связей.

Дается определение сходящихся сил. Доказывается теорема о трех силах.

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 замена одной системы сил другой – эквивалентной ей. Показывается, что такая процедура позволяет все многообразие систем сил свести к простейшим системам,

классифицировать их и получить уравнения равновесия, необходимые для решения практических задач. Доказывается Лемма Пуансо. Приводится теорема о приведении 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 системы 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.

Рассматривается 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

10