1

1
УДК 624.04
ББК 38.112
Г 96
Г96
Вопросы и задания к выполнению расчетно-графических работ по курсу
«Строительная механика» для студентов направления 270800.62
"Строительство", профиль 270815.62 «Автомобильные дороги» / Сост. –
С.В. Гусев. - Казань: Изд-во Казанск. гос. архитект.-строит. ун-та, 2014. –
13с.
Печатается по решению Редакционно-издательского совета Казанского
государственного архитектурно-строительного университета
Вопросы и задания предназначены для выполнения самостоятельной
работы студентами направления 270800.62 "Строительство" профиль
270815.62 «Автомобильные дороги».
Рецензент
Кандидат физико-математических наук,
доцент кафедры «Теоретическая механика»
Газизов Е.Р.
УДК 624.04
ББК 38.112
© Казанский государственный
архитектурно-строительный
университет, 2014.
© Гусев С.В., 2014
2
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Настоящие вопросы и задания составлены в соответствии с рабочей
программой по курсу «Строительная механика» и предназначены для
самостоятельной работы студентов при выполнении РГР.
Исходные данные для решения задания единые для каждой группы и
выбираются студентом из таблицы 1 в соответствии с учебным шифром,
состоящим из двух цифр, заданных преподавателем. Номер варианта
назначается преподавателем по списку группы.
Перед решением задания необходимо вычертить заданную схему и
указать на ней все размеры и нагрузки. Решение задания должно
сопровождаться краткими пояснениями. Чертежи производятся при помощи
линейки. На эпюрах и линиях влияния должны быть проставлены значения
всех характерных ординат. Пояснительная записка и чертежи оформляются
согласно требованиям стандарта предприятия («Дипломные и курсовые
проекты. Требования к оформлению пояснительной записки и чертежей.»,
КИСИ, 1990).
Компьютерная поддержка при выполнении РГР осуществляется на
основе программных продуктов для ПЭВМ, разработанных на кафедре
строительной механики КГАСУ.
РГР считается защищенной, если студент прошел по ней собеседование
и решил тестовую задачу.
Таблица 1
Первая
цифра
шифра
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
а
м
Вторая цифра
шифра (тип схемы)
p
кН
P1
кН
P2
кН
l
м
q
кН/м
2
3
4
2
3
4
2
3
4
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
4
6
8
10
12
10
6
8
4
12
6
4
10
12
14
6
4
5
10
5
8
6
12
14
16
8
10
5
10
5
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
2
4
6
8
10
8
10
2
6
4
3
IV семестр
РГР № 1. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИ ОПРЕДЕЛИМОЙ ФЕРМЫ
НА ПОСТОЯННУЮ И ПОДВИЖНУЮ НАГРУЗКИ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить аналитические методы расчета простых ферм
на неподвижную и подвижную нагрузки. Приобрести практические навыки
определения усилий и построения линий влияния в стержнях простых ферм.
Приобрести навыки в определении расчетных значений силовых факторов по
линиям влияния при действии заданной подвижной нагрузки.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1. Определить опорные реакции фермы.
2. Для второй слева панели фермы определить усилия в четырех
стержнях различного типа (стержнях нижнего и верхнего пояса, стойке и
раскосе) методом сечения.
3. Построить линии влияния опорных реакций и стержней панели.
4. Отыскать по линиям влияния значения усилий в стержнях панели и
сравнить полученные результаты с решениями, полученными статическим
способом.
5. Определить опасное положение подвижной нагрузки, состоящей из
двух связанных сил Р1 и Р2 на расстоянии l между ними, для любых двух
стержней панели и вычислить для них расчетное значение усилий.
РГР № 2. РАСЧЕТ РАМЫ МЕТОДОМ СИЛ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить метод сил и приобрести практические
навыки расчета статически неопределимых рам. Рекомендуется
проанализировать "основные системы" метода сил и принять для расчета
более рациональную. Жесткость всех участков считать одинаковой.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1. Провести кинематический анализ и выявить степень статической
неопределимости рамы.
2. Выбрать основную систему.
3. Записать каноническое уравнение.
4. Подсчитать коэффициенты канонического уравнения. Для этого в
грузовом и единичных состояниях построить эпюры моментов.
5. Из канонического уравнения определить неизвестную реакцию.
6. Построить окончательную эпюру моментов.
7. Провести кинематическую проверку (допустимая погрешность
вычислений не более 5%).
4
8. Построить эпюры Q, N методом сечений.
9. Выполнить статическую проверку: проверить равновесие узлов
рамы.
V семестр
РГР № 3. РАСЧЕТ РАМЫ ДИСКРЕТНЫМ МЕТОДОМ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Изучить дискретные методы расчета НДС
стержневых систем. Приобрести практические навыки построения
дискретных моделей стержневых систем, приведения нагрузок к узлам,
определения матриц равновесия, податливостей. Приобрести навыки работы
с интерфейсом пакета прикладных программ.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
1. Выполнить кинематический анализ системы. Образовать расчетную
модель системы.
2. Сформировать вектора системы, указав их базисы. Произвести
контроль правильности структуры векторов.
3. Привести заданную нагрузку к узловой. Построить вектор нагрузок.
4. Вычислить элементы матриц равновесия и податливостей. Проверить
структуру матриц. Для первого приближения принять геометрические
характеристики постоянными для всех элементов.
5. Реализовать матричный алгоритм решения полной системы
уравнений строительной механики на ПЭВМ.
6. Представить НДС в виде эпюр M, Q, N.
7. Выполнить проверку равновесия в узлах системы.
8. Сравнить полученное решение с вычисленным ранее по методу сил.
9. Сделать заключение о прочности данной системы. Произвести
проектировочный расчет.
10.Изобразить деформированное состояние системы. Выполнить анализ
соответствия деформированного состояния с эпюрой моментов.
5
ВОПРОСЫ К РГР№1
1. В чем состоит задача кинематического анализа?
Как
классифицируются расчетные схемы сооружений по статическому и
кинематическому признакам?
2. В чем смысл количественной части кинематического анализа?
(Приведите формулы для рам и ферм и поясните смысл
коэффициентов).
3. Чем простая ферма отличается от сложной?
4. В чем специфика применения метода вырезания узлов?
5. В чем заключается способ проекций и моментной точки в методе
сквозных сечений?
6. Что такое линия влияния (ЛВ)? Что представляют собой ординаты
ЛВ? (Покажите на примере ЛВ опорных реакций балки).
7. Каков алгоритм построения линий влияния стержней фермы?
8. Каковы признаки правильности построенной ЛВ?
9. Как по линии влияния рассчитать значение какого-либо усилия от
системы неподвижных нагрузок?
10.Что означает понятие «расчетное положение подвижной системы
грузов» и как его отыскать?
ВОПРОСЫ К РГР№2
1. Какая система называется статически неопределимой? Каковы её
свойства?
2. Как выбрать основную систему метода сил? Какие связи называются
«лишними»?
3. Как образовать «грузовое» и «единичные» состояния?
4. Каков физический смысл каждого канонического уравнения МС?
5. По какой формуле определяются коэффициенты канонических
уравнений и каков их физический смысл?
6. Как
проверить
правильность
вычислений
коэффициентов
канонических уравнений?
7. Как построить окончательную эпюру моментов?
8. Как называется проверка окончательной эпюры моментов и каков ее
смысл?
9. Каковы способы построения эпюр Q, N ?
10.Каков алгоритм расчета по методу сил?
11.Как проверить правильность значений окончательной эпюры
моментов, которые не прилегают к узлам рамы?
ВОПРОСЫ К РГР№3
1. Какие величины связывают статические, геометрические и физические
уравнения?
2. Что значит задать расчетную модель системы?
6
3. Сколько степеней свободы в жестком и шарнирном узлах? Как
определить длину вектора перемещений?
4. Каково число независимых усилий в балочном и гибридном элементах?
Как определить длину вектора усилий?
5. В чем состоит принцип двойственности?
6. Как проверить правильность размеров векторов усилий и
перемещений?
7. По какому принципу происходит приведение нагрузки к узлам?
8. От чего зависит число строк и столбцов матрицы равновесия? Как
классифицируется система от соотношения строк и столбцов?
9. Каков физический смысл элементов матрицы податливости системы?
10.Каков алгоритм решения полной системы уравнений строительной
механики, соответствующий методу перемещений?
ЛИТЕРАТУРА
1. . Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика: Учебник,
12-е изд., стер. – СПб: Изд-во «Лань», 2010. – 656 с.
2. . Шакирзянов Р.А. Краткий курс лекций по строительной механике.
Казань: КГАСУ, 2010. – 115 с.
3. Гусев С.В. Методические указания по выполнению расчетнографической работы по теме «Расчет статически неопределимой рамы
методом сил». – Казань: КГАСУ, 2012. – 15 с.
4. Гусев С.В. Методические указания к выполнению расчетнографической работы по теме «Расчет стержневой системы с помощью полной
системы уравнений строительной механики». – Казань: КГАСУ, 2012. – 26 с.
7
8
9
10
11
12
13
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
к выполнению расчетно-графических работ
по курсу «Строительная механика»
для студентов
направления 270800.62 «Строительство»,
профиль 270815.62 «Автомобильные дороги»
Составитель Гусев С.В.
Редактор Л.З Ханафиева
Издательство
Казанского государственного архитектурно строительного университета
Подписано в печать 22.05.14
Формат 60х84/16
Заказ № 233
Печать ризографическая
Усл.-печ. л. 0,87
Тираж 50 экз.
Бумага офсетная № 1
Уч.-изд. л. 0,87
______________________________________________________________
Отпечатано в полиграфическом секторе
Издательства КГАСУ.
420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1.
14