Техническая механика - МГГУ им. М.А.Шолохова

ФГБОУ ВПО «Московский государственный гуманитарный
университет им. М.А. Шолохова»
Экономико-технологический колледж
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Техническая механика»
для специальности
270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
Москва
2012
1. Пояснительная записка
Рабочая программа дисциплины «Техническая механика» предназначена для реализации
государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по
специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», утвержденных
Минобразованием России 23.04.2002 г. (регистрационный номер № 20-2902-Б).
Программой предусматривается изучение общих законов равновесия материальных тел,
основ расчета элементов сооружений на прочность, жесткость и устойчивость, о также изучение
статического расчета сооружений. Учебная дисциплина «Техническая механика» является
общепрофессиональной.
Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических умений
программой дисциплины предусмотрены лабораторные и практические занятия, которые
проводятся после изучения соответствующих тем.
В результате изучения дисциплины студент должен:
иметь представление:
- об общих законах движения и равновесия материальных тел;
- о видах деформаций и основных расчетах на прочность, жесткость и устойчивость
элементов сооружений;
знать:
- основные понятия, законы и методы механики деформируемого твердого тела;
уметь:
- выполнять расчеты на прочность, жесткость и устойчивость элементов сооружений;
- пользоваться государственными стандартами, строительными нормами и правилами, а
также другой нормативной документацией.
2
2. Тематический план
№
п/п
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
Разделы и темы
Количество часов
Всего
Введение
Раздел 1. Теоретическая механика
Основные понятия и аксиомы статики
Плоская система сходящихся сил
Пара сил
Плоская система произвольно расположенных
сил
Пространственная система сил
Центр тяжести тела. Центр тяжести плоских
фигур
Устойчивость равновесия
Раздел 2. Сопротивление материалов
Основные положения
Растяжение и сжатие
Практические расчеты на срез и смятие
Геометрические характеристики плоских
сечений
Поперечный изгиб прямого бруса
Сдвиг и кручение
Сложное сопротивление
Устойчивость центрально-сжатых стержней
Понятие о действии динамических и
повторно-переменных нагрузок
Раздел 3. Статика сооружений
Основные положения
Исследование
геометрической
неизменяемости плоских стержневых систем
Многопролетные статически определимые
(шарнирные) балки
Статически определимые плоские рамы
Трехшарнирные арки
Статически определимые плоские фермы
Определение перемещений в статически
определимых плоских системах
Основы расчета статически неопределимых
систем методом сил
Неразрезные балки
Подпорные стены
ВСЕГО
3
Лабораторные и практические
занятия
270103.01 270103.06 270103.12
На
самостоя
тельную
работу
2
2
8
2
12
2
4
4
2
4
4
2
4
1
2
1
2
2
2
2
1
2
2
2
18
4
4
20
2
6
6
2
1
12
2
2
10
2
2
10
2
2
2
2
2
8
8
8
2
2
4
2
4
2
4
2
2
2
2
2
6
2
2
2
2
6
4
6
4
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
6
4
2
4
2
4
4
142
2
2
60
2
2
50
2
2
58
2
2
40
3. Содержание дисциплины
Введение
Содержание дисциплины. Роль и значение механики в строительстве. Материя и движение.
Механическое движение. Равновесие.
Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Тема 1.1. Основные понятия и аксиомы статики
Теоретическая механика и ее разделы: статика, кинематика, динамика. Краткий обзор
развития теоретической механики.
Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Сила как вектор. Единица силы. Система
сил. Эквивалентные системы сил. Равнодействующая и уравновешивающие системы сил.
Внешние и внутренние силы.
Аксиомы статики. Свободное и несвободное тело. Степень свободы. Связи. Реакции связей.
Идеальные связи и правила определения их направления.
Тема 1.2. Плоская система сходящихся сил
Система сходящихся сил. Силовой многоугольник. Геометрическое условие равновесия
системы. Теорема о равновесии трех непараллельных сил. Определение равнодействующей
сходящихся сил графическим способом. Определение усилий в двух шарнирно-соединенных
стержнях. Проекция силы на оси координат. Аналитическое определение равнодействующей
системы. Аналитические уравнения равновесия системы. Методика решения задач на равновесие
плоской системы сходящихся сил с использованием геометрического и аналитического уравнения
равновесия.
Практическое занятие №1. Определение равнодействующей плоской системы
сходящихся сил.
Определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил графическим и
аналитическим способами.
Практическое занятие №2. Определение усилий в стержнях ферм.
Определение усилий в стержнях ферм методом вырезания узлов (графическим и
аналитическим способами).
Тема 1.3. Пара сил
Понятие пары сил. Вращающее действие пары на тело. Момент пары сил, величина, знак.
Свойства пар. Условия равновесия пары сил.
Тема 1.4. Плоская система произвольно расположенных сил
Момент силы относительно точки, величина, знак, условие равенства нулю. Приведение
силы и системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент. Частные случаи
приведения плоской системы сил. теорема Вариньона. Уравнения равновесия плоской
произвольной системы сил (три вида). Равновесие плоской системы параллельных сил (два вида).
Классификация нагрузок – сосредоточенные силы, моменты, равномерно распределенные
нагрузки и их интенсивность.
Балки, плоские фермы, рамы. Опоры: шарнирно-подвижная, шарнирно-неподвижная,
жесткое защемление (заделка) и их реакции. Аналитическое определение опорных реакций балок,
рам, ферм. Определение усилий в стержнях плоских ферм.
Связи с трением. Сила трения, угол и коэффициент трения. Условие самоторможения.
Практическое занятие № 3. Определение опорных реакций.
Определение опорных реакций консольных и однопролетных балок, ферм, рам.
Практическое занятие № 4. Определение усилий в стержнях фермы.
Определение усилий в стержнях фермы методом сквозного сечения.
4
Тема 1.5. Пространственная система сил
Параллелепипед сил. Равнодействующая пространственной системы сходящихся сил.
Проекция силы на три взаимно-перпендикулярные оси. Геометрические и аналитические условия
равновесия пространственной системы сходящихся сил. момент силы относительно оси., его
величина, знак, свойства. Приведение пространственной произвольной системы сил к главному
вектору.
Аналитические уравнения равновесия пространственной системы
произвольно
расположенных сил (без вывода).
Тема 1.6. Центр тяжести тела. Центр тяжести плоских фигур
Центр параллельных сил и его свойства. Координаты центра параллельных сил. Сила
тяжести. Центр тяжести тела как центр параллельных сил. Координаты центра тяжести плоской
фигуры (тонкой однородной пластины).
Статический момент площади плоской фигуры
относительно оси, определение, единицы измерения, способ вычисления, свойства.
Центры тяжести простых геометрических фигур и фигур, имеющих ось симметрии.
Методика решения задач на определение положения центра тяжести сложных сечений,
составленных из простых геометрических фигур и из сечений, стандартных профилей проката.
Практическое занятие № 5. Определение центра тяжести плоских фигур.
Определение положения центра тяжести сложных плоских фигур, составленных из простых
геометрических фигур и из профилей стандартного проката с одной или двумя осями симметрии.
Тема 1.7. Устойчивость равновесия
Устойчивое, неустойчивое и безразличное равновесие твердого тела. Условие равновесия
твердого тела, имеющего неподвижную точку или ось вращения. Условие равновесия тела,
имеющего опорную плоскость. Момент опрокидывающий и момент устойчивости. Коэффициент
устойчивости.
Раздел 2. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Тема 2.1. Основные положения
Краткие сведения об истории развития. Упругие и пластические деформации. Основные
допущения и гипотезы о свойствах материалов и характере деформирования. Нагрузки и их
классификация. Геометрическая схематизация элементов сооружений.
Метод сечений. Внутренние силовые факторы в общем случае нагружения бруса. Основные
виды деформации бруса. Напряжение: полное, нормальное, касательной, единицы измерения
напряжения.
Тема 2.2. Растяжение и сжатие
Продольная сила, величина, знак, эпюры продольных сил. Нормальное напряжение в
поперечных сечениях стержня. Эпюра нормальных напряжений по длине стержня. Гипотеза
плоских сечений. Понятие о концентрации напряжений. Коэффициент концентрации. Принцип
Сен-Венана. Продольные и поперечные деформации при растяжении (сжатии). Коэффициент
Пуассона. Закон Гука. Модуль продольной упругости. Формула Гука. Определение перемещений
поперечных сечений стержня. Напряжения в наклонных площадках. Закон парности касательных
напряжений.
Механические испытания материалов. Диаграммы растяжения и сжатия пластичных и
хрупких материалов, их механические характеристики. Понятие о наклепе.
Понятие о предельном напряжении. Коэффициент запаса прочности пластичных и хрупких
материалов. Расчеты на прочность по допускаемым напряжениям и предельным состояниям.
Коэффициенты надежности по нагрузке, по материалу, по назначению и условиям работы.
Нормальные и расчетные нагрузки и сопротивления.
Условия прочности по предельному состоянию и допускаемым напряжениям. Три типа
задач при расчете из условия прочности по предельному состоянию и допускаемым напряжениям.
Три типа задач при расчете из условия прочности по предельному состоянию. Расчеты на
прочность. Влияние силы тяжести стержня на напряжения и деформации.
5
Понятие о статически неопределимых системах при растяжении (сжатии). Уравнения
статики и перемещений.
Практическое занятие № 6. Построение эпюр продольных сил, напряжений и
перемещений.
Построение эпюр продольных сил, нормальных напряжений и перемещений для
ступенчатого бруса, защемленного одним концом, при осевом растяжении (сжатии).
Практическое занятие № 7. Определение усилий в стержнях.
Определение усилий в стержнях, работающих на осевое растяжение и сжатие. Проверка
прочности. Подбор сечения.
Лабораторное занятие № 1. Определение модуля упругости.
Определение модуля продольной упругости и коэффициента Пуассона при испытании на
растяжение.
Лабораторное занятие № 2. Испытание материалов на растяжение.
Растяжение образца из низкоуглеродистой стали с целью определения
пределов
пропорциональности, текучести и прочности, а также относительного остаточного удлинения и
относительного остаточного поперечного сечения при разрыве.
Лабораторное занятие № 3. Испытание материалов на сжатие.
Испытание на сжатие стали, чугуна, дерева и бетона.
Тема 2.3. Практические расчеты на срез и смятие
Срез и смятие: основные расчетные предпосылки и расчетные формулы, условности
расчета. Расчетные сопротивления на срез и смятие. Примеры расчета заклепочных, болтовых,
сварных соединений и сопряжений на деревянных врубках по предельному состоянию.
Практическое занятие № 8. Расчет на прочность по предельному состоянию.
Расчеты на прочность болтовых (без зазора), заклепочных и сварных соединений при срезе
и смятии.
Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений
Понятие о геометрических характеристиках плоских сечений бруса. Моменты инерции:
осевой, полярный, центробежный.
Зависимость между моментами инерции относительно параллельных осей. Главные оси и
главные центральные моменты инерции.
Момент инерции простых сечений: прямоугольного, круглого, кольцевого.
Определение главных центральных моментов инерции сложных сечений, составленных из
простых геометрических фигур и стандартных прокатных профилей.
Практическое занятие № 9. Определение моментов инерции сложных фигур.
Определение моментов инерции сложных фигур, составленных из простых геометрических
фигур и стандартных прокатных профилей.
Тема 2.5. Поперечный изгиб прямого бруса
Основные понятия и определения. Внутренние силовые факторы в поперечном сечении
бруса:
поперечная сила и изгибающий момент. Дифференциальные зависимости между
интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изгибающим моментом.
Свойства контуров эпюр. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов для
наиболее часто встречающихся и для различных видов напряжений статически определимых
балок.
Чистый изгиб. Нормальные напряжения в произвольной точке поперечного сечения балки.
Эпюра нормальных напряжений в поперечном сечении. Наибольшие нормальные напряжения при
изгибе, осевой момент сопротивления, единицы измерения.
Касательные напряжения при изгибе. Формула Журавского для касательных напряжений в
поперечных сечениях балок. Эпюры касательных напряжений для балок прямоугольного и
двутаврового поперечных сечений по высоте сечения. Моменты сопротивления для простых
сечений.
6
Расчеты балок на прочность: по нормальным, касательным, эквивалентным напряжениям.
Расчет балок на жесткость. Понятие о линейных и угловых перемещениях при прямом изгибе.
Формула Мора для определения перемещений. Правило Верещагина для вычисления
интеграла Мора.
Практическое занятие № 10. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов по длине балки.
Практическое занятие № 11. Расчет балок на прочность.
Расчеты балок на прочность по нормальным, касательным и эквивалентным напряжениям.
Подбор сечения балки по «σ», «τ», «σэкв».
Практическое занятие № 12. Определение линейных и угловых перемещений при
поперечном изгибе.
Определение линейных и угловых перемещений при поперечном изгибе статически
определимых балок методом Мора с применением правила Верещагина.
Лабораторное занятие № 4. Проверка линейного закона распределения напряжений.
Проверка линейного закона распределения нормальных напряжений по поперечному
сечению изгибаемой балки и определение линейных и угловых перемещений поперечного сечения
статически определимой балки и сравнение результатов испытания с теоретическими расчетами.
Тема 2.6. Сдвиг и кручение
Чистый сдвиг. Деформация сдвига. Закон Гука для сдвига. Модуль сдвига. Зависимость
между тремя упругими постоянными (без вывода).
Кручение прямого бруса круглого сечения. Крутящий момент. Эпюра крутящих моментов.
Основные гипотезы. Напряжения в поперечном сечении бруса при кручении. Эпюра касательных
напряжений по высоте сечения бруса. Угол закручивания. Условия прочности и жесткости при
кручении. Три типа задач при расчете на прочность и жесткость при кручении.
Тема 2.7. Сложное сопротивление
Понятие о напряженном состоянии в точке упругого тела. Главные напряжения. Понятие о
гипотезах прочности. Гипотеза наибольших касательных напряжений и удельной потенциальной
энергии изменения формы. Эквивалентные напряжения. Проверка прочности.
Косой изгиб, основные понятия и определения. Нормальные напряжения в поперечном
сечении бруса. Уравнение нулевой линии, свойства нулевой линии. Построение эпюр нормальных
напряжений. Расчет на прочность при косом изгибе по предельному состоянию. Определение
прогиба. 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: свойства нулевой линии. Ядро сечения и его свойства.
Расчет на прочность по предельному состоянию.
Практическое занятие № 13. Построение эпюр нормальных напряжений.
Построение эпюр нормальных напряжений по сечению при косом изгибе и внецентренном
сжатии.
Тема 2.8. Устойчивость центрально-сжатых стержней
Устойчивые и неустойчивые формы равновесия центрально-сжатых стержней. Продольный
изгиб. Критическая сила. Критическое напряжение. Гибкость стержня. Пределы применимости
формулы Эйлера. Предельная гибкость. Эмпирическая формула Ясинского-Тетмайера.
Расчет центрально-сжатых стержней на устойчивость по предельному состоянию с
использованием коэффициента продольного изгиба. Условие устойчивости. Три типа задач при
расчете на устойчивость.
Практическое занятие № 14. Определение критической силы для стержней большой
гибкости.
Определение критической силы для стержней большой гибкости. Использование
эмпирической формулы Ясинского-Тетмайера.
Практическое занятие № 15. Расчет на устойчивость и подбор сечений.
Расчет на устойчивость с использованием коэффициента продольного изгиба, подбор
сечений.
7
Тема 2.9. Понятие о действии динамических и повторно-переменных нагрузок
Основные понятия о действии динамических нагрузок. Расчет при известных силах
инерции. Приближенный расчет на удар. Понятие об усталости. Прочность при переменных
напряжениях.
Раздел 3. СТАТИКА СООРУЖЕНИЙ
Тема 3.1. Основные положения
Задачи раздела «Статика сооружений», связь с теоретической механикой, сопротивлением
материалов и смежными специальными дисциплинами. Основные рабочие гипотезы.
Классификация сооружений и их расчетных схем.
Тема 3.2. Исследование геометрической неизменяемости плоских стержневых систем
Геометрически изменяемые и неизменяемые системы. Степени свободы. Необходимые
условия геометрической неизменяемости. Анализ геометрической структуры сооружений.
Мгновенно изменяемые системы. Понятие о статически определимых и неопределимых системах.
Тема 3.3. Многопролетные статически определимые (шарнирные) балки
Основные сведения. Условия статической определимости и геометрической
неизменяемости. Анализ геометрической структуры. Типы шарнирных балок. Схемы
взаимодействия (этажные ) элементов. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Понятие о наивыгоднейшем расположении шарниров в балке (равномоментные балки).
Практическое занятие № 16. Построение схем и эпюр.
Построение схем взаимодействия (этажных схем) многопролетных статически
определимых балок. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Тема 3.4. Статически определимые плоские рамы
Общие сведения о рамных конструкциях. Анализ статической определимости рамных
систем. Формула для определения числа лишних связей. Методика определения внутренних
силовых факторов.
Построение эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил. Проверка
правильности построения эпюр (статическая проверка).
Практическое занятие № 17. Построение эпюр сил и изгибающих моментов.
Построение эпюр продольных, поперечных сил и изгибающих моментов для рам.
Тема 3.5. Трехшарнирные арки
Общие сведения об арках. Типы арок и их элементы. Определение опорных реакций.
Аналитический способ расчета трехшарнирной арки. Внутренние силовые факторы. Понятие о
расчете арки с затяжкой. Выбор рационального очертания оси арки.
Практическое занятие № 18. Определение внутренних усилий.
Определение внутренних усилий в произвольном сечении арки.
Тема 3.6. Статически определимые плоские фермы
Общие сведения о фермах. Классификация ферм по назначению, направлению опорных
реакций, очертанию поясов, типу решетки.
Образование простейших ферм. Условия геометрической неизменяемости и статической
определимости ферм. Анализ геометрической структуры. Определение опорных реакций и усилий
в стержнях фермы графическим методом путем построения диаграммы Максвелла-Кремоны.
Практическое занятие № 19. Расчет статически определимых ферм.
Расчет статически определимых плоских ферм графическим методом, путем построения
диаграммы Максвелла-Кремоны.
Тема 3.7. Определение перемещений в статически определимых плоских системах
Общие сведения. Необходимость определения перемещений. Общий принцип обозначения
перемещений. Формула Мора для элемента сооружения, испытывающего совместную
8
деформацию изгиба с растяжением (сжатием). Определение перемещений методом Мора с
использованием правила Верещагина. Определение перемещений в статически определимых
рамах с использованием формулы Карнаухова.
Практическое занятие № 20. Определение перемещений в статически определимых
системах.
Определение перемещений в статически определимых плоских системах с использованием
правила Верещагина и формулы Карнаухова.
Тема 3.8. Основы расчета статически неопределимых систем методом сил
Статически неопределимые системы. Степень статической неопределимости. Основная
система. Канонические уравнения метода сил, принцип и порядок расчета. Применение метода
сил к расчету статически неопределимых однопролетных балок и простейших рам с одним
неизвестным. Выбор рациональной основной системы. Проверка правильности построения эпюр.
Использование таблиц справочников для определения значений опорных реакций и
построения эпюр поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил в рамах от наиболее
часто встречающихся нагрузок.
Практическое занятие № 21. Расчет статически неопределимых систем.
Расчет статически неопределимых систем (балок, рам) методом сил.
Тема 3.9. Неразрезные балки
Общие сведения о многопролетных неразрезных балках. Уравнение трех моментов, его
применение к расчету балок с заделанными концами и консолями. Определение изгибающего
момента и поперечной силы в произвольном сечении. Определение опорных реакций. Расчет
неразрезных балок с равными пролетами по таблице при равномерно распределенной нагрузке.
Практическое занятие № 22. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов.
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов для неразрезных балок.
Тема 3.10. Подпорные стены
Общие сведения. Расчетные предпосылки теории предельного равновесия. Аналитическое
определение активного давления (распора) и пассивного давления (отпора) сыпучего тела на
подпорную стену. Распределение давления сыпучего тела по высоте подпорной стены.
Практическое занятие № 23. Определение распора и отпора подпорной стены.
Аналитическое определение активного давления (распора) и пассивного давления (отпора)
на подпорную стену.
9
4. Перечень отчетных работ
№
темы
1.2
1.2
Наименование отчетной работы
Определение
равнодействующей
плоской
системы сходящихся сил
Определение усилий в стержнях
ферм
1.4
Определение опорных реакций
1.4
Определение усилий в стержнях
фермы
1.6
Определение центра
плоских фигур
2.2
Построение эпюр продольных
сил, напряжений и перемещений
2.2
Определение усилий в стержнях
2.2
Определение модуля упругости
2.2
Испытание
материалов
растяжение, сжатие
на
2.3
Расчет
на
прочность
предельному состоянию
по
2.4
Определение моментов инерции
сложных фигур
2.5
Построение эпюр поперечных
сил и изгибающих моментов
2.5
Расчет балок на прочность
2.5
Проверка линейного закона
распределения напряжений
2.7
Построение эпюр нормальных
напряжений
2.8
Определение критической силы
для стержней большой гибкости
2.8
Расчет на устойчивость
подбор сечений
тяжести
и
Планируемый объем часов на внеаудиторную
самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению на
практическом занятии, 30%-за счет часов на
10
3.3
Построение схем и эпюр
3.4
Построение
эпюр
сил
изгибающих моментов
3.5
Определение
усилий
3.6
Расчет статически определимых
ферм
3.7
Определение перемещений в
статически
определимых
системах
Расчет
статически
неопределимых систем
3.8
и
внутренних
3.9
Построение эпюр поперечных
сил и изгибающих моментов
3.10
Определение распора и отпора
подпорной стены
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
70% объема планируется к выполнению
практическом занятии, 30%-за счет часов
внеаудиторную самостоятельную работу
11
на
на
на
на
на
на
на
на
на
на
на
на
на
на
на
на
5. Критерии оценки выполнения студентом расчетно-графических работ
№
п/п
1
2
3
4
5
6
Оцениваем
ые умения
Отношение
к работе
Метод
оценки
Наблюдение
руководителя
,
просмотр
материалов
Способност Просмотр
ь выполнять материалов
вычисления
и
построения
эпюр
Граничные критерии оценки
отлично
неудовлетворительно
Все
материалы В отведенное для работы время не
представлены в срок, не уложился
требуют дополнительно
времени на завершение
Четко
выполняет Не способен использовать даже
вычисления
и простейшие
арифметические
построения эпюр
действия
для
получения
конкретного результата. Большое
число ошибок в вычислениях, в
построении
эпюр
требуется
доскональная
проверка
результатов
Использова Просмотр
Грамотно работает с Не
способен
без
помощи
ние
всего материалов,
приборами, соблюдает преподавателя
выполнять
доступного технологичес все правила и приемы основные операции с приборами.
оборудован кий контроль работы,
техники Нет твердых знаний основных
ия
безопасности. Может частей и правил работы. Не
иметь
свободный способен оценить роль и значение
доступ к приборам (без оборудования, имеющегося в
поддержки
распоряжении
преподавателя)
Умение
Наблюдение Без
дополнительных Не способен использовать знания
использоват руководителя пояснений (указаний) из одного раздела при решении
ь
,
просмотр использует навыки и задач
разделов
смежных
полученные материалов
умения.
полученные дисциплин
ранее
при
изучении
знания
и
математики
и
навыки для
инженерной графики
решения
конкретных
задач
Оформлени Просмотр
Все
материалы, Работа оформлена в высшей
е работы
материалов
расчеты,
построения степени
небрежно.
оформлены
согласно Демонстрируемые вычисления и
принятым требованиям построения просто не могут не
и на высоком уровне
привести
к
дополнительным
ошибкам
Умение
Собеседован Грамотно отвечает на Показывает незнание предмета
отвечать на ие
поставленные вопросы, при ответе на вопросы, низкий
вопросы,
используя
интеллект,
узкий
кругозор,
пользоватьс
профессиональную
ограниченный словарный запас.
я
лексику.
Может Четко выраженная неуверенность
профессион
обосновать свою точку в ответах и действиях
альной
и
зрения по проблеме.
общей
Четко видит цель.
лексикой
при сдаче
отчетной
работы
12
6. Контрольные вопросы по материалам тем
1. Что понимается под равновесием?
2. Какое тело называется абсолютно твердым?
3. Что называется материальной точкой?
4. Что такое сила и какова единица ее измерения?
5. Какими тремя факторами определяется сила?
6. Что называется системой сил?
7. Какие две системы называются эквивалентными?
8. Какая сила называется равнодействующей данной системы сил?
9. Что такое аксиомы статики, как они формулируются?
10. Какое тело называется несвободным?
11. Что называется связью?
12. Что называется реакцией связи?
13. Как направлены реакции связи?
14. Какие силы называются сходящимися?
15. По какой формуле определяется величина равнодействующей двух сходящихся сил?
16. Как геометрически определяется равнодействующая системы сходящихся сил, влияет ли
порядок сложения сил на величину и направление равнодействующей?
17. В чем состоит геометрическое условие равновесия системы сходящихся сил?
18. Сформулируйте теорему о равновесии трех непараллельных сил?
19. Что называется проекцией силы на ось, как определяется знак проекции?
20. Как формулируются аналитические условия равновесия системы сходящихся сил?
21. В чем заключается сущность определения сил в стержнях ферм методом вырезания узлов?
22. Что называется парой сил?
23. Какое движение совершает свободное тело под действием пары сил?
24. Что называется моментом пары и как определяется знак момента? Какова единица
измерения момента?
25. Каким образом можно уравновесить действие на тело пары сил?
26. Какие пары сил называются эквивалентными?
27. Какими свойствами обладают пары сил?
28. В чем состоит условие равновесия пар, лежащих в одной плоскости?
29. Что называется моментом силы относительно данной точки?
30. Как выбирается знак момента?
31. Что такое плечо силы?
32. Изменится ли момент силы относительно данной точки при переносе силы по линии ее
действия?
33. В каком случае момент силы относительно точки равен нулю?
34. Что значит привести силу к данному центру?
35. Что называется присоединенной парой?
36. Что называется главным вектором и главным моментом плоской системы сил и как они
определяются?
37. Чем отличается главный вектор от равнодействующей данной системы?
38. Смысл теоремы Вариньона?
39. Сформулируйте условия равновесия плоской системы произвольно расположенных сил,
напишите уравнения равновесия для такой системы (три вида).
40. Как с помощью теоремы Вариньона найти точку, через которую проходит линия действия
равнодействующей плоской системы параллельных сил?
41. Напишите уравнения равновесия для плоской системы параллельных сил (два вида).
42. Какая существует зависимость между коэффициентом трения и углом трения?
43. Как с помощью силового многоугольника определяется равнодействующая плоской
системы сил?
44. Каковы графические условия равновесия сил, произвольно расположенных на плоскости?
45. Дайте определение центра параллельных сил и укажите его свойство. Напишите формулы
для определения координат центра параллельных сил.
13
46. Что называется центром тяжести тела?
47. Напишите формулы для определения координат центров тяжести однородного тела и
тонкой однородной пластинки?
48. Что называется статическим моментом площади плоской фигуры? Единица измерения. В
каком случае он равен нулю?
49. Как определяется центр тяжести плоской фигуры сложной формы?
50. Как определяется центр тяжести сечений, составленных из стандартных профилей
проката?
51. Какое равновесие твердого тела называется устойчивым, неустойчивым и безразличным?
52. Сформулируйте условие равновесия для тела, опирающегося на плоскость.
53. Что такое коэффициент устойчивости тела, имеющего плоскость опоры? Каким он должен
быть-больше или меньше единицы?
54. Что называется прочностью, жесткостью и устойчивостью элемента конструкции?
55. Как классифицируются нагрузки, действующие на сооружения?
56. Сформулируйте основные гипотезы и допущения, принимаемые в сопротивлении
материалов?
57. Что такое брус, пластина и массивное тело?
58. В чем сущность метода сечений?
59. Охарактеризуйте внутренние силовые факторы, которые могут возникнуть в поперечном
сечении бруса?
60. Что называется напряжением в данной точке сечения? Какова его единица?
61. Что такое нормальное и касательное напряжения? Как они действуют в рассматриваемых
сечениях твердого тела?
62. В чем состоит задача расчета на прочность, на жесткость, на устойчивость?
63. Какой вид нагружения бруса называется растяжением и какой сжатием?
64. Что такое продольная и поперечная деформация бруса при растяжении (сжатии) и какова
зависимость между ними?
65. Что называется продольной силой в сечении бруса?
66. Что такое эпюры продольных сил и нормальных напряжений?
67. Как записывается и как формулируется закон Гука при растяжении (сжатии)?
68. Что такое модуль продольной упругости материала? Как он определяется? В каких
единицах выражается?
69. Что называется жесткостью сечения бруса при растяжении (сжатии)?
70. Можно ли увеличить жесткость бруса данного поперечного сечения, применив марку
стали с повышенными прочностными характеристиками?
71. Какой вид имеет диаграмма растяжения образца малоуглеродистой стали?
72. Что называется пределами пропорциональности, упругости, текучести, прочности?
73. Что такое условный предел текучести? Для каких материалов он определяется и почему?
74. В чем разница между условной и истинной диаграммой растяжения материалов?
75. Какими показателями характеризуется степень пластичности материала? Как они
определяются?
76. В чем сущность закона разгрузки и повторного нагружения? Что называется наклепом?
77. Что называется допускаемым напряжением материала? Каково его значение в вопросе
прочности материала? Как оно выбирается для пластичных и хрупких материалов?
78. Что называется коэффициентом запаса прочности?
79. Какие факторы влияют на выбор допускаемого напряжения и коэффициента запаса
прочности?
80. Напишите расчетное уравнение прочности на растяжение и сжатие по допускаемому
напряжении.
81. Напишите расчетное уравнение прочности на растяжение и сжатие по предельному
состоянию?
82. Какие коэффициенты применяются при расчете по предельным состояниям и что они
учитывают?
83. Что называется нормативным сопротивлением материала и что расчетным
сопротивлением?
14
84. В чем сущность метода расчета по предельным состояниям?
85. Охарактеризуйте две группы предельных состояний.
86. Напишите расчетную формулу проверки несущей способности конструкции при
растяжении, сжатии?
87. Что называется опасным сечением бруса?
88. Напишите расчетное уравнение прочности бруса при растяжении и сжатии с учетом его
собственной силы тяжести.
89. Что называется брусом равного сопротивления?
90. Какие задачи на растяжение и сжатие называются статически неопределимыми?
91. Что называется концентрацией напряжения в сечении бруса?
92. Что такое коэффициент концентрации напряжения? От чего он зависит?
93. Как рассчитывают односрезные и двухсрезные заклепочные соединения?
94. Как рассчитывают основные типы сварных соединений?
95. На каких допущениях основаны расчеты на срез и смятие?
96. Как определяется площадь смятия, если поверхность смятия плоская, цилиндрическая?
97. Сформулируйте закон Гука при сдвиге. Каков физический смысл модуля сдвига G?
98. Как нужно нагрузить брус, чтобы он работал только на кручение?
99. От каких геометрических характеристик сечения зависит при кручении прочность бруса, а
от какой - его жесткость?
100.
В одинаковой ли степени изменяется жесткость и прочность бруса круглого
поперечного сечения при изменении его диаметра?
101.
Почему статический момент любого сечения относительно центральной оси
равняется нулю?
102.
Что называется осевым, полярным и центробежным моментом инерции сечения?
103.
Что такое главные и что такое главные центральные моменты инерции?
104.
Возникновением каких внутренних факторов характеризуется прямой изгиб и
прямой поперечный изгиб?
105.
Как определить напряжение в любой точке данного поперечного сечения при
прямом изгибе?
106.
Каковы особенности расчета балок из хрупких материалов?
107.
Почему при изгибе в продольных сечениях возникают касательные напряжения?
108.
Чем отличается косой изгиб от поперечного?
109.
Может косой изгиб быть чистым?
110.
Что такое гипотезы прочности и в каких случаях возникает необходимость их
использования?
111.
Что такое суммарный изгибающий момент и что такое эквивалентный момент?
112.
Что называется критической силой?
113.
Что такое гибкость стержня и от чего она зависит?
114.
Что такое предельная гибкость и зависит ли эта величина от размеров стержня?
115.
Каковы наиболее рациональные формы поперечных сечений сжатых стержней?
116.
Что такое расчетная схема сооружения?
117.
Как классифицируются опоры? Какие опорные реакции могут возникнуть в каждом
их типе?
118.
Как определяются расчетные нагрузки?
119.
Каковы основные признаки геометрически неизменяемых систем?
120.
Каково различие между статически определимыми и неопределимыми системами?
121.
Чем отличаются многопролетные определимые балки от неразрезных?
122.
Какие существуют основные типы шарнирных балок и из каких элементов они
состоят?
123.
Каковы порядок расчета и последовательность монтажа элементов шарнирных
балок?
124.
В чем достоинство равномоментных шарнирных балок?
125.
Назовите особенности рамных конструкций?
126.
Как определяются знаки поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил
при расчете рам?
15
127.
В чем отличие распорной системы от безраспорной?
128.
Как определить силу в затяжке?
129.
В чем сходство расчета арки и свода?
130.
Из каких элементов состоят фермы?
131.
Каковы преимущества фермы по сравнению с балкой?
132.
Как с помощью диаграммы Максвелла-Кремоны определить значение и знак силы в
стержне?
133.
Напишите общую формулу для определения перемещений (формулу Мора).
134.
Когда при перемножении эпюр ставится знак плюс и когда знак минус?
135.
Сформулируйте теорему Максвелла о взаимности перемещений.
136.
Как определяется степень статической неопределимости различного вида систем?
137.
В чем сущность расчета статически неопределимых систем методом сил?
138.
В чем заключается расчет рам с помощью таблиц?
139.
Объясните порядок расчета неразрезных балок.
140.
Как строится суммарная эпюра изгибающих моментов?
141.
Что называется подпорной стеной?
142.
Каково влияние грунтовых вод на давление, воспринимаемой подпорной стеной?
143.
От чего зависит выбор поперечного профиля подпорной стены?
144.
В чем эффективность применения тонкоэлементных подпорных стен уголкового
профиля?
16
7. Литература
Основная
1. Аркуша А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов.
М., Высшая школа, 2002.
2. Эрдеди А.А., Эрдеди Н.А. Теоретическая механика. Сопротивление материалов. М., Высшая
школа, 2002.
Дополнительная
1. Сетков В.И. Техническая механика для строительных специальностей. М., Академия, 2008.
2. Аркуша А.И. Руководство к решению задач по теоретической механике. М., Высшая школа,
2002.
3. Сетков В.И. Сборник задач по технической механике. М, Академия, 2008.
4. Олофинская В.П. Техническая механика. Курс лекций с вариантами практических и
тестовых заданий. М., Форум, 2008.
17