Тема 2.3.Расчеты на срез и смятие

Срез и смятие; основные расчетные предпосылки и расчетные формулы, условности расчета. Расчетные сопротивления на срез и смятие. Примеры расчета заклёпочных, болтовых, сварных, клеевых соединений и сопряжений деревянных элементов на врубках по предельному состоянию.

Методические указания по изучению темы

Изучить понятие чистый сдвиг (деформация сдвига, модуль сдвига, напряжение при сдвиге), условие прочности на срез и смятие, расчеты заклепочных, болтовых, сварных и клеевых соединений по предельным состояниям.

Вопросы для самоконтроля

1.Как происходит срез и смятие? 2. Как рассчитывают односрезные и двухсрезные заклепочные соединения? 3. Из каких условий определяется количество заклёпок, толщина и ширина фасонного листа и другие размеры заклёпочного соединения? 4. Назовите основные типы сварных соединений. 5.Как рассчитывают каждый из них? 6.Как определяется длина фланговых сварных швов? 7.Почему при расчете прочности сварного шва его толщина умножается на коэффициент 0,7? 8.Как проверить несущую способность заклёпочного и сварного соединений? Л-5, с.186; Л-10,с.80.

Тема 2.4. Геометрические характеристики плоских сечений

Понятие о геометрических характеристиках плоских поперечных сечений бруса. Моменты инерции: осевой, полярный и центробежный.

Осевые моменты инерции простейших сечений: прямоугольного, треугольного, кругового и кольцевого. Главные оси и главные центральные моменты инерции. Определение главных центральных моментов инерции составных сечений, имеющих ось симметрии. Применение таблиц сортамента прокатных профилей.

Методические указания по изучению темы

Изучить геометрические характеристики плоских поперечных сечений бруса: статический момент площади, моменты инерции и зависимость между осевыми моментами инерции относительно параллельных осей (главные оси и главные центральные моменты инерции).

 

Вопросы для самоконтроля

1.Что называется осевым, полярным и центробежным моментами инерции сечения? Каковы их единицы? 2. Какие моменты инерции всегда положительные, какие могут принимать отрицательные значения и равные нулю? Почему? 3. Какова зависимость между осевыми моментами относительно двух взаимно перпендикулярных осей, с одной стороны, и полярным моментом инерции относительно точки пересечения этих осей – с другой стороны? 4. Какова зависимость между моментами инерции относительно двух параллельных осей, одна из которых центральная? 5. Что такое главные и что такое главные центральные моменты инерции? 6. Какие оси называются главными и какие главными центральными? 7. В каких случаях можно без вычисления установить положения главных осей? 8.Напишите формулы для определения главных центральных моментов инерции прямоугольника, круга, кольца, равнобедренного треугольника. 9.Как определить положение главных центральных осей составного сечения, имеющего ось симметрии?

Л-5, с.193; Л-10,с.95.

 

Тема 2.5.Изгиб прямого бруса

Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Поперечная сила и изгибающий момент. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов при различных нагружениях бруса.

Основные гипотезы. Кривизна оси бруса. Нормальные и касательные напряжения в поперечных сечениях. Распределение их по высоте сечения балки.

Расчетное сопротивление. Расчет балок на прочность,подбор сечения. Рациональные формы сечения балок, применяемых в строительстве. Расчет балок на жесткость по готовым формулам (из таблиц).

Методические указания по изучению темы

Изучить понятие изгиб (основные понятия, определение ВСФ), теорему и формулу Журавского (вывод, область применения). Научиться строить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, определять моменты сопротивления при изгибе. Изучить эпюры распределения нормальных и касательных напряжений при изгибе, для симметричных и несимметричных сечений, отличие и сходство в расчетах на прочность при изгибе по нормальным и касательным напряжениям.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое прямой изгиб? 2. Что такое чистый и поперечный изгиб? 3. Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечных сечениях бруса при поперечном изгибе? 4. Как вычисляют изгибающий момент в поперечном сечении бруса и каково правило знаков при этом? 5.Как вычисляют поперечную силу в поперечном сечении бруса и каково правило знаков при этом? 6. Как формулируются и записываются дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределённой нагрузки? 7. Что такое эпюры поперечных сил и изгибающих моментов? Как и для чего они строятся? 8.Как изменяется поперечная сила в сечении, соответствующем точке приложения внешней сосредоточенной силы? Изменится ли изгибающий момент в этом сечении? 9.Как изменится изгибающий момент в сечении, в котором к брусу приложен внешний сосредоточенный момент? Изменится ли значение поперечной силы в этом сечении? 10. Как вычислить изгибающий момент в любом сечении бруса по построенной эрюре поперечных сил? 11. Чему равна поперечная сила в сечениях бруса, в которых изгибающий момент достигает экстремальных (максимального и минимального) значений? 12.Как определяют экстремальное значение изгибающего значения? 13.В чем заключается проверка правильности эпюр поперечных сил и изгибающих моментов? 14.Сформулируйте гипотезу плоских сечений. 15.Что такое нейтральный слой и нейтральная ось и как они расположены? 16.Чему равна кривизна оси балки при чистом изгибе? Выведите формулу. 17.По какой формуле определяют нормальные напряжения в поперечном сечении бруса при изгибе и как они меняются по высоте бруса? Выведите эту формулу. 18.Что называется жесткостью сечения при изгибе? 19.Что такое осевой момент сопротивления сечения? Каковы его физическая сущность и единица? 20.Напишите условие прочности при изгибе по допускаемому напряжению и по предельному состоянию. 21.Какие задачи можно решить по этим условиям? 22.В чем сущность проверки несущей способности балочных конструкций? 23.По каким формулам определяют осевые моменты сопротивления прямоугольника, квадрата, круга, кругового кольца? 24.Напишите формулу Журавского для определения касательных напряжений при изгибе. 25.В каких случаях следует производить проверку прочности балок по наибольшим касательным напряжениям, возникающим в поперечных сечениях? Как производится эта проверка? 26.В каких случаях и как производится проверка прочности балок по главным и эквивалентным напряжениям? 27.Что называется упругой линией балки? 28.Как выражается работа внешних сил через соответствующие им внутренние силовые факторы? 29.Как определяют перемещения по формуле Мора? 30.Как вычисляют интеграл Мора по правилу Верещагина? Как рассчитывают балки на жесткость?

Л-5, с.209; Л-10,с.111