10699
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Б.Б. Лампси, Л.П. Бех, А.А. Юлина
ЗАДАНИЯ
ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
ПО КУРСУ
«СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА»
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Б.Б. Лампси, Л.П. Бех, А.А. Юлина
ЗАДАНИЯ
ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
ПО КУРСУ
«СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА»
Учебно-методическое пособие по дисциплине «Строительная механика и метод конечных элементов»,
для студентов заочной формы, обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство,
профиль Промышленное и гражданское строительство
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
УДК -------
Лампси Б.Б. Задания для расчетно-графических работ по курсу «Строительная механика» [Электронный ресурс]: учеб.-метод.пос. для студ. заоч. формы обуч./ Б.Б. Лампси, Л.П. Бех, А.А. Юлина; Нижегор. гос. архитектур. - строит. ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ , 2016. – 29 с.; ил. 10 электрон. опт. диск (CD-R)
Пособие содержит задания для РГР и включает разделы: Расчет статически
определимых систем, Расчет статически неопределимых плоских рам, Расчет рам на устойчивость и колебания а также Расчет плоских систем Методом Конечных
Элементов.
Предназначено для студентов, обучающихся в ННГАСУ по заочной форме по
направлению подготовки 08.03.01 Строительство, профиль Промышленное и гражданское строительство.
©Б.Б. Лампси, Л.П. Бех, А.А. Юлина, 2016 ©ННГАСУ, 2016
Исходные данные из таблиц выбираются в соответствие с личным шифром студента (три последние цифры зачетной книжки).
НОМЕР СХЕМЫ соответствует ПОСЛЕДНЕЙ ЦИФРЕ ШИФРА
Часть 1: РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМЫХ СИСТЕМ
Задача 1. Расчет плоской рамы
Для заданной рамы (Рис. 1а и 1б, Табл. 1) требуется:
1.Определить опорные реакции.
2.Вычислить внутренние усилия в характерных сечениях рамы.
3.Построить эпюры внутренних усилий Ми, Q и N.
4.Уточнить поведение эпюры изгибающих моментов на участках действия распределенной нагрузки q.
5.Найти значения внутренних усилий в опасном сечении.
6.Выполнить проверку правильности решения задачи.
Задача 2. Расчет многопролетной балки
Для заданной балки (Рис. 2а и 2б, Табл. 2) требуется:
1.Сформировать поэтажную схему.
2.Построить эпюры внутренних усилий.
3.Вычислить по эпюрам опорные реакции.
4.Выполнить проверку правильности решения задачи.
5.Для средней опоры построить линию влияния опорной реакции.
6.Для опасного сечения построить линии влияния внутренних усилий.
7.Вычислить по построенным линиям влияния опорную реакцию и внутренние усилия и сравнить со значениями, полученными в пунктах 1 и 2.
Задача 3. Расчет плоской фермы
Для заданной фермы перекрытия (Рис. 3, Табл. 3) требуется:
1.Определить опорные реакции.
2.Вычислить внутренние усилия в четырех элементах заданной панели: стержнях
верхнего и нижнего поясов, раскоса и левой стойки.
3. Построить для рассматриваемой панели линии влияния продольной силы в
стержнях верхнего, нижнего пояса и раскоса, считая грузовыми как нижний, так и верхний пояса.
4. Для раскоса, принадлежащего заданной панели:
-по линиям влияния найти величину усилия от действия постоянной нагрузки и сравнить со значением, полученным в п. 2.
-вычислить расчетные значения продольной силы от действия постоянной и
временной нагрузок.
В качестве временной нагрузки выступает одиночный груз Р*, перемещающийся
по нижнему поясу.
Задача 4. Вычисление перемещений в раме
Для заданной рамы (Рис. 4, Табл. 4) требуется:
1.Определить опорные реакции.
2.Построить эпюру изгибающего момента Ми .
3.По эпюре Ми построить эпюру поперечной силы Q.
4.По эпюре Q построить эпюру продольной сил N.
5.По эпюрам внутренних усилий найти опорные реакции и сравнить со значениями, полученными в п. 1.
6.Методом Мора определить перемещения для свободного конца консоли.
7.Подобрать квадратное сечение рамы из условия прочности, приняв значения модуля упругости Е = 2·105 МПА и допускаемого напряжения
[σ]= 200 МПА.
8. Вычислить перемещения свободного конца рамы для подобранного сечения.
Часть 2: РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫХ ПЛОСКИХ РАМ
Задача 5. Расчет рамы методом сил
Для заданной рамы (Рис. 5а и 5б, Табл. 5) требуется:
1. Раскрыть статическую неопределимость рамы, определив значения лишних
неизвестных Хi.
2.Построить эпюры внутренних усилий Mи, Q и N.
3.Выполнить необходимые проверки правильности решения задачи.
Задача 6. Расчет рамы методом перемещений
Для заданной рамы (Рис. 6а и 6б, Табл. 6) требуется:
1. Раскрыть кинематическую неопределимость рамы, определив значения
неизвестных Zi.
2.Построить эпюры внутренних усилий Mи, Q и N.
3.Выполнить необходимые проверки правильности решения задачи.
Часть 3: РАСЧЕТ РАМ НА УСТОЙЧИВОСТЬ И КОЛЕБАНИЯ
Задача 7. Расчет рамы на устойчивость
Для заданной рамы (Рис. 7а и 7б, Табл. 7) требуется:
1.Составить характеристическое уравнение устойчивости.
2.Вычислить значение критической силы.
Задача 8. Динамический расчет рамы
Для заданной рамы (Рис. 8а и 8б, Табл. 8) требуется:
1.Выполнить расчет на собственные колебания.
2.Рассчитать раму на действие гармонической нагрузки.
3.Построить эпюру изгибающих моментов от действия амплитудного значения инерционных сил Мин.
4.Построить статическую эпюру изгибающих моментов Мстат от действия нагрузки,
равной весу присоединенной массы.
5.Построить динамическую эпюру изгибающих моментов Мдин = Мстат + Мин.
6.Вычислить для опасного сечения отношение значения динамического изгибающего момента Мдин к статическому Мстат.
Принять значение круговой частоты изменения вынуждающей силы θ = k·ω1
(где k=0,8)
Часть 4. РАСЧЕТ ПЛОСКИХ СИСТЕМ МЕТОДОМ КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Задача 9. Расчет балки по МКЭ
Для заданной балки (Рис. 9, Табл. 9) требуется:
1.Составить разрешающее уравнение МКЭ.
2.Вычислить опорные реакции.
3.Построить эпюры внутренних усилий.
4.Выполнить проверку правильности решения задачи.
Задача 10. Расчет фермы по МКЭ
Для заданной фермы (Рис. 10, Табл. 10) требуется:
1.Сформировать разрешающее уравнение МКЭ.
2.Вычислить опорные реакции.
3.Определить значения внутренних усилий.
4.Выполнить проверку правильности решения задачи.
Таблица 1
цифрая-1 |
шифра |
L, |
H, |
P3, |
цифрая-2 |
шифра |
М, |
q2, |
q3, |
q4, |
цифрая-3 |
шифра |
P1, |
P2, |
q1, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
м |
м |
кН |
|
|
кНм |
кН/м |
кН/м |
кН/м |
|
|
кН |
кН |
кН/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
4 |
8 |
6 |
|
0 |
10 |
2 |
4 |
1 |
|
0 |
0 |
-4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
2 |
8 |
|
1 |
-12 |
1 |
2 |
2 |
|
1 |
4 |
6 |
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
4 |
2 |
|
2 |
14 |
4 |
2 |
2 |
|
2 |
8 |
-6 |
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
6 |
4 |
|
3 |
-16 |
2 |
1 |
4 |
|
3 |
0 |
8 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
8 |
2 |
|
4 |
18 |
3 |
1 |
2 |
|
4 |
6 |
2 |
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1 |
2 |
4 |
|
5 |
-20 |
2 |
2 |
1 |
|
5 |
-6 |
6 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
2 |
4 |
6 |
|
6 |
22 |
4 |
1 |
1 |
|
6 |
8 |
-4 |
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
3 |
6 |
8 |
|
7 |
-24 |
2 |
2 |
2 |
|
7 |
4 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
4 |
8 |
2 |
|
8 |
26 |
3 |
1 |
2 |
|
8 |
0 |
2 |
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
2 |
4 |
6 |
|
9 |
-28 |
1 |
2 |
2 |
|
9 |
6 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
цифрая |
шифра |
a, м |
цифрая |
шифра |
M, кНм |
q1, |
цифрая |
шифра |
P, кН |
q2, |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
кН/м |
|
|
кН/м |
|||
1- |
|
|
2- |
|
|
3- |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
|
0 |
-28 |
6 |
|
0 |
28 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
1 |
20 |
4 |
|
1 |
10 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
2 |
-20 |
2 |
|
2 |
12 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
1 |
|
3 |
22 |
4 |
|
3 |
14 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
|
4 |
-22 |
2 |
|
4 |
16 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1 |
|
5 |
24 |
6 |
|
5 |
18 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
2 |
|
6 |
-24 |
4 |
|
6 |
20 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1 |
|
7 |
26 |
2 |
|
7 |
22 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
2 |
|
8 |
-26 |
4 |
|
8 |
24 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
1 |
|
9 |
28 |
4 |
|
9 |
26 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
цифрая |
шифра |
d, |
h, |
Q1, |
P3, |
цифрая |
шифра |
P1, |
Q2, |
P*, |
цифрая |
шифра |
P2, |
Q3, |
Панель |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
м |
м |
кН |
кН |
|
|
кН |
кН |
кН |
|
|
кН |
кН |
|
1- |
|
2- |
|
3- |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
4 |
6 |
4 |
2 |
|
0 |
8 |
2 |
90 |
|
0 |
2 |
6 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
4 |
6 |
4 |
|
1 |
6 |
4 |
80 |
|
1 |
10 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
4 |
8 |
6 |
|
2 |
4 |
4 |
100 |
|
2 |
6 |
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2 |
4 |
10 |
2 |
|
3 |
6 |
2 |
80 |
|
3 |
6 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4 |
4 |
12 |
4 |
|
4 |
4 |
2 |
90 |
|
4 |
4 |
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
2 |
4 |
6 |
8 |
|
5 |
4 |
4 |
80 |
|
5 |
12 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
4 |
6 |
8 |
6 |
|
6 |
8 |
4 |
100 |
|
6 |
2 |
10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
2 |
4 |
10 |
4 |
|
7 |
6 |
2 |
90 |
|
7 |
8 |
0 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
4 |
4 |
12 |
6 |
|
8 |
4 |
4 |
80 |
|
8 |
6 |
8 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
2 |
4 |
4 |
4 |
|
9 |
2 |
2 |
100 |
|
9 |
10 |
0 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4
цифрая |
шифра |
L, |
H, |
цифрая |
шифра |
P1, |
q1, |
q3, |
q4, |
цифрая |
шифра |
q2, |
P2, |
Jp/Jc |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
м |
м |
|
|
кН |
кН/м |
кН/м |
кН/м |
|
|
кН/м |
кН |
|
1- |
|
2- |
|
3- |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
6 |
8 |
|
0 |
4 |
-2 |
4 |
4 |
|
0 |
2 |
-12 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
4 |
|
1 |
-2 |
2 |
3 |
6 |
|
1 |
1 |
10 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
4 |
6 |
|
2 |
4 |
-1 |
2 |
8 |
|
2 |
4 |
-8 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
6 |
6 |
|
3 |
-2 |
1 |
4 |
6 |
|
3 |
2 |
6 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
2 |
|
4 |
2 |
-4 |
1 |
8 |
|
4 |
3 |
-10 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
4 |
|
5 |
-4 |
4 |
2 |
4 |
|
5 |
2 |
8 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6 |
8 |
|
6 |
2 |
-3 |
4 |
4 |
|
6 |
4 |
-12 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
2 |
4 |
|
7 |
-2 |
3 |
2 |
6 |
|
7 |
2 |
10 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
4 |
6 |
|
8 |
2 |
-2 |
3 |
8 |
|
8 |
3 |
-8 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
6 |
6 |
|
9 |
-4 |
2 |
4 |
6 |
|
9 |
1 |
6 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5
цифрая-1 |
шифра |
Сила, kH |
цифрая-2 |
шифра |
Длина, |
Распределенная |
цифрая-3 |
шифра |
H/L |
Jp/Jc |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
м |
нагрузка, kH/м |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р1 |
Р2 |
Р3 |
|
|
q1 |
q2 |
q3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
14 |
|
|
|
0 |
4 |
|
|
4 |
|
0 |
1 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
12 |
|
|
1 |
2 |
4 |
|
|
|
1 |
1 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
14 |
|
2 |
4 |
|
6 |
|
|
2 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
16 |
|
|
|
3 |
6 |
|
|
8 |
|
3 |
1 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
18 |
|
|
4 |
4 |
|
2 |
|
|
4 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
16 |
|
5 |
6 |
6 |
|
|
|
5 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
14 |
|
|
6 |
2 |
|
4 |
|
|
6 |
1 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
18 |
|
|
|
7 |
6 |
|
|
2 |
|
7 |
1 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
18 |
|
8 |
4 |
|
4 |
|
|
8 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
16 |
|
|
9 |
2 |
2 |
|
|
|
9 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6
цифрая-1 |
|
Длина, |
цифрая-2 |
|
Распределенная |
цифрая-3 |
|
|
|
|||||||
шифра |
|
м |
шифра |
шифра |
|
|
||||||||||
|
|
нагрузка, kH/м |
|
H/(L1+L2) |
Jp/Jc |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L1 |
|
L2 |
|
|
q1 |
|
q2 |
q3 |
|
q4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
|
2 |
|
0 |
|
|
2 |
8 |
|
4 |
|
0 |
1 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
2 |
|
1 |
2 |
|
|
4 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
3 |
|
3 |
|
2 |
|
|
3 |
2 |
|
6 |
|
2 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4 |
|
4 |
|
3 |
4 |
|
6 |
|
|
8 |
|
3 |
1 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
3 |
|
3 |
|
4 |
1 |
|
|
8 |
|
2 |
|
4 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
|
4 |
|
5 |
1 |
|
2 |
2 |
|
|
|
5 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
2 |
|
2 |
|
6 |
|
|
1 |
4 |
|
5 |
|
6 |
1 |
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
4 |
|
4 |
|
7 |
2 |
|
|
6 |
|
6 |
|
7 |
1 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
2 |
|
2 |
|
8 |
2 |
|
8 |
|
|
8 |
|
8 |
1 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
3 |
|
3 |
|
9 |
2 |
|
1 |
6 |
|
|
|
9 |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|