Методические указания СТРОЙМЕХ

Рассмотрено на заседании кафедры строительства, протокол № 1 от 20.10.14 г.

С о с т а в и т е л и: Н.В. Медведева, доцент, Н.В. Модин – канд. техн. наук, доцент

Р е ц е н з е н т ы: В.Н. Ворожбянов – канд. техн. наук, доцент (ЧГУ); Е.Г. Родионова – главный конструктор строительного отдела ООО «Север- сталь-Проект»

Н а у ч н ы й р е д а к т о р: В.Н. Ворожбянов – канд. техн. наук, доцент (ЧГУ)

Медведева Н.В., Модин Н.В., 2015 ФГБОУ ВПО «Череповецкий государственный университет», 2015

2

ВВЕДЕНИЕ

Основной задачей строительной механики является разработка методов расчета и получения данных для надежного и экономичного проектирования зданий и сооружений.

Одновременно с изучением теоретического материала учебный план предусматривает выполнение студентами расчетно-графичес- ких работ по дисциплине «Строительная механика». Выполнение расчетно-графических заданий является одним из ответственных звеньев учебного процесса, имеет целью закрепить теоретические знания, полученные студентами за период изучения курса, и должно способствовать умелому применению этих знаний при инженерном решении задач теории строительной механики.

Данное учебно-методическое пособие предназначено для выполнения студентами направлений подготовки 08.03.01 – «Строительство» и 23.05.01 – «Наземные транспортно-технологические средства» расчетно-графического задания на тему «Расчет многопролетной статически определимой балки» и содержит:

а) исходные данные для расчетно-графической работы; б) порядок выполнения задания; в) пример оформления задания;

г) краткие теоретические сведения по рассматриваемой теме. Предназначено для самостоятельной работы студентов всех форм

обучения.

1.ПОРЯДОК ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАНИЯ

ИТРЕБОВАНИЯ К ЕГО ОФОРМЛЕНИЮ

1.1.Исходные данные для выполнения работы.

Исходные данные выбираются студентом из табл. 1 вариантов в соответствии с его личным учебным шифром (номером зачетной

3

книжки). Шифром считаются три последние цифры зачетной книжки.

Например, если номер зачетной книжки 060441752, то учебным шифром будет число 752.

Табл. 1 разделена на три части. Для получения исходных данных надо выписать из табл. 1 три строчки: 1) отвечающую первой цифре шифра; 2) отвечающую второй (средней) цифре; 3) отвечающую третьей (последней) цифре шифра.

Например, для номера зачетной книжки 060441752, согласно табл. 1, получим следующие исходные данные: а = 3,2 м; F1 =

= 8 кН; F2 = 0; q1 = 3 кН/м; q2 = 0; М1 = 15 кН · м; М2 = 0; сечение для построения линий влияния – m; номер схемы (см. рис. 1) – 2.

Работа, выполненная по варианту, не соответствующему учебному шифру, и без соблюдения указанных ниже требований к оформлению, на рецензирование не принимается.

1.2. Требования к оформлению расчетно-графического задания

Работа должна быть оформлена в виде расчетно-пояснительной записки, в состав которой следует включить: задание, расчетную часть, приложения (при необходимости), список литературы.

Расчетно-пояснительная записка выполняется на одной стороне стандартных листов белой бумаги формата А4 (210 297 мм) с рамкой и основной надписью, оформленных в соответствии с ГОСТ 2.105 [2] и ГОСТ Р 21.1101 [3]. Рекомендуется выполнять пояснительную записку на компьютере. Требования к набору текста следующие: гарнитура шрифта – Times New Roman, размер шрифта – 14 пунктов, интервал – 1,5, выравнивание – по ширине строки, расстановка переносов – автоматическая. Допускается оформление работы вручную на разлинованных листах формата А4.

Перед решением задачи необходимо вычертить заданную схему и указать на ней все размеры и нагрузки. Решение задачи должно сопровождаться краткими, последовательными пояснениями, четкими схемами со всеми размерами. Надо помнить, что язык техники

4

– формулы и чертежи. На эпюрах и линиях влияния должны быть проставлены значения всех характерных ординат и их размерности.

Все расчеты необходимо выполнять с использованием системы единиц СИ.

Расчетные схемы рекомендуется выполнять в масштабе, в одном из графических редакторов. Все иллюстрации оформляются четко, в едином стиле, размер шрифта сопровождающего текста – не менее 12 пунктов.

На титульном листе пояснительной записки необходимо привести следующие данные: наименование вуза и кафедры; название дисциплины и расчетно-графической работы; курс, номер группы, фамилии студента и ведущего преподавателя.

Листы записки должны быть пронумерованы (сквозная нумерация) и сброшюрованы.

1.3. Методические рекомендации для студентов заочной формы обучения

Основной формой изучения курса строительной механики для студентов-заочников является самостоятельная работа с учебниками и учебными пособиями. Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо изучить соответствующий раздел курса и решение рекомендованных задач. При несамостоятельном выполнении расчетно-графического задания студент оказывается неподготовленным к его защите и к экзамену.

При выполнении расчетно-графического задания (РГЗ) необходимо:

–досконально разобраться в теории, связанной с заданием, по учебникам, методическим пособиям, конспектам [1], [4-7], ознакомиться с последовательностью выполнения задания, ответить на контрольные вопросы, приведенные в пункте 3 данного пособия;

–все расчеты, в том числе и черновые записи, вести четко и аккуратно на одной стороне листа, оставляя вторую сторону для исправлений и дополнений решения;

5

–помнить о самоконтроле правильности решения задачи;

–сопровождать расчет на всех его этапах необходимыми схемами, построением эпюр, выполненных с обязательным соблюдением масштаба. Хорошее графическое оформление не только помогает правильно произвести расчет, но и облегчает контроль решения.

Консультации, связанные с выполнением расчетно-графического задания, студент может получить у преподавателя, ведущего дисциплину в соответствии с утвержденным графиком.

Студент обязан выполнить работу в срок, предусмотренный пла- ном-графиком на учебный год, и предоставить ее на кафедру для рецензирования (очного или заочного).

Полученную после рецензирования работу необходимо внимательно просмотреть и разобраться с замечаниями (при их наличии). Если в рецензии указано, что работа не допускается к защите, ее следует переработать и представить на повторное рецензирование.

Если расчетно-графическая работа допущена к защите, но с доработкой, то студент должен явиться на кафедру для ее защиты, предварительно внеся соответствующие изменения в расчеты, схемы и чертежи.

Все исправления по замечаниям выполняются на свободных листах с припиской «Работа над ошибками». Перечеркивать и исправлять готовый текст, расчеты, схемы, чертежи и отмеченные преподавателем ошибки недопустимо.

1.4. Состав задания

Для многопролетной шарнирно-консольной балки (рис. 1, табл. 1) требуется:

1)провести анализ статической определимости и геометрической неизменяемости системы;

2)построить эпюры M и Q (аналитически);

3)построить линии влияния опорной реакции (по выбору студента), а также линии влияния M и Q для сечения m, n или k (согласно варианту задания, табл. 1);

6

5)определить по линиям влияния значения опорных реакций, изгибающих моментов и поперечных сил от заданной нагрузки;

6)определить линейное вертикальное или угловое перемещение сечений m, n, k (согласно варианту задания, табл. 1);

7)изобразить схему изогнутой оси балки.

Таблица 1

Варианты заданий

* Сечение для построения линий влияния. На рис. 1 сечение m расположено на границе смежных участков ai - ai+1; сечение n расположено в середине участка ai; сечение k – бесконечно близко к опоре (с той стороны, где изображена засечка).

7

Рис. 1. Варианты схем шарнирно-консольных балок

8

2.ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

2.1.Задание

Для многопролетной шарнирно-консольной балки требуется:

1) вычертить схему балки и указать на ней все размеры и нагрузки в соответствии с заданием (рис. 2, а);

2) провести анализ статической определимости и геометрической неизменяемости системы;

3) построить эпюры M и Q (аналитически);

4) построить линии влияния опорных реакций RE, RA, а также линии влияния M и Q в сечениях k и m;

5) определить по линиям влияния значения опорных реакций, изгибающих моментов и поперечных сил от заданной нагрузки;

6) определить прогиб и угол поворота сечения n; 7) изобразить схему изогнутой оси балки.

2.2. Проверка статической определимости и геометрической

неизменяемости системы

2.2.1. Для обеспечения статической определимости многопро-

лётной шарнирно-консольной балки число шарниров Ш, введённых в пролёты, должно удовлетворять условию

где Соп – число опорных стержней; 3 – число уравнений статики для плоской системы произвольно расположенных сил.

Врассматриваемом примере (рис. 2, а) имеем: Ш = 2 (в точках С

иD), Соп = 5 (два в точке А и по одному в точках B, E и G); тогда Ш = 5 – 3 = 2. Следовательно, условие (1) выполняется, система

статически определима и может быть геометрически неизменяемой.

2.2.2. Для доказательства геометрической неизменяемости системы выполним анализ её геометрической структуры.

9

Рис. 2. Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил

10