М. А. Белоконь

Строительная механика

Учебно-методический комплекс

ebooks@prospekt.org

Информация о книге

УДК 624.04

ББК 38.112

Б43

Автор: Белоконь М. А.

Рецензенты:

Друзь И. Б., д-р техн. наук, профессор;

Рудых О. Л., канд. техн. наук, профессор.

Учебно-методический комплекс включает в себя рабочую учебную программу, учебное пособие для оказания методической помощи при изучении курса и выполнении курсовой работы по дисциплине, методические указания для выполнения контрольных работ и курс лекций для студентов заочной формы обучения по направлению 270102 «Строительство».

УДК 624.04

ББК 38.112

© Дальневосточный государственный технический университет, 2008

© ДВФУ, 2015

© ООО "Проспект",  электронная версия книги, 2015

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящий учебно-методический комплекс написан в помощь студентам заочной формы образования для изучения дисциплины «Строительная механика». Эта дисциплина, при должном её освоении, даёт в руки специалиста методы расчёта несущих строительных конструкций, проверки их прочности и назначения размеров поперечных сечений элементов.

В состав УМКД включены: рабочая учебная программа, учебное пособие, методические указания и цикл лекций.

Рабочая учебная программа (РУП) включает перечень лекционного и практического материала, необходимого при освоении дисциплины и выполнения курсовой работы и контрольных заданий. Кроме этого, в РУП включены тестовые вопросы, задачи и ответы к ним для контроля усвоения материала, а также перечень экзаменационных вопросов и список литературы.

Главной целью учебного пособия является оказание помощи студентам заочникам в выполнении курсовой работы «Расчёт многопролётных, многошарнирных балок», в изучении теоретического материала по вопросам, затронутым в курсовой работе. В пособии приведены варианты курсовых работ, подробно рассмотрен пример выполнения и даны необходимые справочные материалы, которые требуются в процессе выполнения работы.

Методические указания к выполнению контрольных заданий, предусмотренных для студентов заочной формы обучения, включают подробные рекомендации и порядок выполнения задач. Приведены схемы заданий и правила выбора варианта, есть список литературы, необходимый при выполнении контрольных заданий.

Курс лекций, представленный в УМКД, даёт возможность студентам кроме традиционных тем исследовать вопросы расчёта плит (приведены соответствующие таблицы для расчёта). В разделе статически неопределимых систем приведён пример расчёта рамы методом сил.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

ВВЕДЕНИЕ

Инженер, получивший диплом по специальности «Промышленное и гражданское строительство» должен уметь решать задачи, соответствующие его квалификации: иметь представление об основных тенденциях развития архитектуры, конструктивных решениях промышленных и гражданских зданий, знать основные понятия, законы и методы механики деформируемого твёрдого тела, уметь разбираться в принципах работы элементов в конструкциях и сооружениях различного назначения, владеть методами расчёта конструктивных элементов сооружений и здания в целом, знать современные методы и программное обеспечение, работать с вычислительной техникой.

Хороший инженер должен знать принципы и методы расчёта стержневых деформируемых систем, состоящих из стержней, пластин, оболочек, владеть навыками проектировочных расчётов (назначением размеров поперечных сечений) всех элементов зданий и сооружений, знать методы оптимизации строительных конструкций.

Цель и задачи дисциплины «Строительная механика»

Целью освоения курса «Строительная механика» студентами заочной формы обучения по специальности 270102 «Строительство» по специальности «Промышленное и гражданское строительство» является получение навыков в формировании системы взглядов на прочность сооружений и отдельных его элементов, правильном выборе методов расчёта сооружения и его элементов с учётом выбранного материала, из которого будут возводиться элементы здания, и назначении размеров несущих элементов здания исходя из условий их прочности, устойчивости, жесткости и долговечности.

При этом решаются следующие задачи:

• изучение кинематического анализа стержневых систем;

• определение методов расчёта усилий в статически определимых стержневых системах при действии постоянной и временной нагрузок;

• исследование основных теорем о линейно-деформируемых системах;

• определение перемещений в стержневых системах;

• изучение расчётов статически неопределимых систем методами сил, перемещений, смешанным и комбинированным;

• изучение расчёта сооружений методом конечных элементов;

• исследование динамического расчёта сооружений и расчёта на устойчивость.

Начальные требования к освоению дисциплины

Основополагающими дисциплинами, являющимися фундаментом для изучения строительной механики, являются физика, теоретическая механика, сопротивление материалов, а также хорошее знание дисциплины конструирование зданий и сооружений. Первая дисциплина даёт первичные понятия о силах, вторая – о недеформированных системах, их перемещениях и взаимодействиях, третья дисциплина позволяет оперировать такими понятиями как сопротивление материалов и внутренние усилия в линейно-деформируемых системах, а последняя дисциплина необходима при работе с расчётной схемой сооружения – моделью реального сооружения, отражающей все его основные свойства, необходимые при прочностном расчёте сооружений. Например, она позволяет переносить работу сил с реальных сооружений на их расчётные схемы, которыми оперирует расчётчик, на их отдельные элементы, показывать их взаимодействие друг с другом.

Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате теоретического изучения дисциплины «Строительная механика» студент должен знать:

• методы системного анализа при решении научно-технических, организационно-технических и конструкторско-технологических задач в области промышленного и гражданского строительства;

• методы проведения теоретических и экспериментальных исследований с использованием современного оборудования и вычислительной техники;

• эффективные проектные решения, отвечающие требованиям перспективного развития отрасли;

• методы разработки технических заданий на новое строительство, расширение и реконструкцию зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения с технико-экономическим обоснованием принимаемых решений, с учётом экологической чистоты строительных объектов.

В результате практического изучения дисциплины «Строительная механика» студент должен уметь пользоваться методами:

• расчёта зданий и сооружений, способами оформления технических решений на чертежах;

• разработки производственных программ при расчётах зданий и сооружений;

• математических моделей и вычислительной техникой при выполнении инженерно-проектировочных расчётов.

Объём дисциплины «Строительная механика» и виды учебной работы

Заочная форма образования

Вид учебной работы | Всего часов | Распределение по курсам
IV
Общая трудоемкость дисциплины | 190 | IV
Лекции | 16 | IV
Практические занятия | 8 | IV
Всего самостоятельная работа | 166 | IV
В том числе:    Курсовая работа    Контрольная работа | 20 20 | IV IV
Вид итогового контроля (экзамен) | 20 | IV

Содержание дисциплины

Распределение учебного материала по видам занятий

№ пп | Наименование раздела дисциплины | Распределение по видам (ч)
Лекции | ПЗ | СРС
1. | Раздел 1. Расчётная схема и кинематический анализ сооружения | 2 ч | 0 ч | 6 Ч
2. | Раздел 2. Расчёт статически определимых систем. Балки | 2 ч | 2 ч | 15 ч
3. | Раздел 3. Равно-пролётные неразрезные балки | 2 ч | 0 ч | 10 ч
4. | Раздел 4. Методы расчёта ферм | 4 ч | 2 ч | 15 ч
5. | Раздел 5. Расчёт плит | 2 ч | - | 10 ч
6. | Раздел 6. Расчёт статически-неопределимых систем по методу сил | 4 ч | 4 ч | 10 ч
7. | Раздел 7. Расчёт сооружений смешанным и комбинированным способами | - | - | 10 ч
8. | Раздел 8. Расчёт сооружений методом конечных элементов | - | - | 10 ч
9. | Раздел 9. Динамика сооружений | - | - | 10 ч
10. | Раздел 10. Расчёты на устойчивость | - | - | 10 ч

Содержание лекционного курса

№  пп | Наименование раздела дисциплины | Распределение по видам (ч)
Лекции | ПЗ | СРС
1. | Лекция 1. Расчётная схема и кинематический анализ сооружения. Понятие о расчётной схеме. Правила образования сложных геометрических структур. Проверка степени статической неопределимости систем. Кинематический анализ сооружений. | 2 ч | – | 6 ч
2. | Лекция 2. Расчёт статически определимых систем. Балки. Элементы и типы балок. Многопролётные многошарнирные балки, расчёт балок на постоянную и временную нагрузку. Объемлющие эпюры. | 2 ч | 2 ч | 15 ч
3. | Лекция 3. Равно-пролётные неразрезные балки. Понятие о неразрезных балках. Табличный способ расчёта балок. | 2 ч | – | 10 ч
4. | Лекция 4. Методы расчёта ферм. Статически определимые фермы. Конструктивные особенности, элементы и типы ферм. Нагрузки на фермы. | 2 ч | – | 5 ч
5. | Лекция 5. Методы вычисления усилий в элементах ферм. Статические способы: метод вырезания узлов и метод сечений. Графический способ вычисления усилий. | 2 ч | 2 ч | 10 ч
6. | Лекция 6. Табличный расчёт изотропных плит. Таблицы для определения усилий в сечениях плит. Работа с таблицами. | 2 ч | – | 10 ч
7. | Лекция 7. Расчёт статически неопределимых систем методом сил. Статически неопределимые системы. Расчёт рам методом сил. Идея метода сил. Основная система. Канонические уравнения метода сил. | 2 ч | 2 ч | 5 ч
8. | Лекция 8. Построение эпюр внутренних усилий. Определение внутренних силовых факторов и проверки правильности решения. | 2 ч | 2 ч | 5 ч

Содержание практических занятий

№ пп | Номер раздела | Наименование практического занятия
1. | Раздел 2. Расчёт статически определимых систем. Балки. (2 ч) | Понятие о типах балок. Многопролётные, многошарнирные балки. Пример расчёта: построение поэтажной системы; расчёт на постоянную нагрузку; расчёт на временную нагрузку. Объемлющие эпюры.
2. | Раздел 4. Методы расчёта ферм. (2 ч) | Статические способы: метод вырезания узлов и метод сечений. Пример расчёта фермы на постоянную нагрузку и временные загружения Вычисление объемлющих значений продольных усилий.
3. | Раздел 6. Расчёт статически неопределимых систем методом сил. (4 ч) | Пример расчёта статически неопределимой рамы методом сил. Выбор основной системы. Канонические уравнения метода сил. Вычисление коэффициентов канонических уравнений. Решение системы уравнений. Определение внутренних силовых факторов и проверки правильности решения.

Курсовое проектирование

Для лучшего усвоения материала студентами заочной формы образования введено выполнение курсовой работы «Расчёт многопролётной многошарнирной статически определимой балки».

Цель работы – приобретение навыков в расчёте наиболее распространённых строительных конструкциях – стержневых.

Имеется возможность определить рабочие усилия в балках с большой надежностью и показать при помощи графиков их изменение во всей области, занимаемой сооружением. При расчете стержневых систем в теории сооружений принимается гипотеза о линейной деформируемости, что позволяет воспользоваться законом независимости действия сил. Согласно этому закону, любое усилие от совместного действия нескольких загружений можно рассматривать как сумму усилий от каждого загружения в отдельности. Такой подход позволяет произвести расчет сооружения (определить внутренние усилия) сначала на отдельные загружения, а затем по полученным результатам сформировать по каждому сечению наиболее неблагоприятные с точки зрения прочности комбинации усилий – определить усилия рабочего состояния.

В курсовой работе предлагается выполнить расчёт многопролётного моста. Конечной целью расчёта является вычисление объемлющих усилий и предварительный проектировочный расчет – назначение размеров поперечного сечения моста.

Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Рекомендуемая литература

1. Стоценко А.А., Доренко С.И., Мальков Н.М., Белоконь М.А. Курс теории сооружений. Строительная механика. Ч. I. Теория сооружений в инженерном деле. Раздел I. Концепция сил в строительной механике. – Владивосток, 2001.

2. Стоценко А.А., Доренко С.И., Мальков Н.М., Белоконь М.А. Курс теории сооружений. Строительная механика. Ч. I. Теория сооружений в инженерном деле. Раздел 2. Классификация, рабочее состояние и оценка прочности сооружений. – Владивосток, 2001.

3. Стоценко А.А., Доценко С.И., Мальков Н.М., Белоконь М.А. Курс теории сооружений. Строительная механика. Ч. I. Теория сооружений в инженерном деле. Приложения и дополнения. – Владивосток, 2001.

4. Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика. – М.: Высш. шк., 1986.

5. Дарков. А.В., Кузнецов В.И. Строительная механика. – М.: Высш. шк., 1962.

6. Мухин Н.В. Статика сооружений в примерах. – М.: Высш. шк., 1979.

7. Рабинович И.М. Основы строительной механики стержневых систем. –  М.: Стройиздат, 1950.

8. Розин Л.А., Константинов И.А., Смелов В.А. Расчет статически определимых стержневых систем. – Л.: ЛГУ, 1987.

9. Жемочкин Б.Н., Д.П. Пащевский. Статика сооружений. – М.: Государственное изд-во архитектуры и градостроительства, 1950.

10. Голосов В.Н., Ермолов В.В. и др. Инженерные конструкции. – М.: Высш. шк., 1991.

11. Смирнов В.А., Иванов С.А., Тихонов М.А. Строительная механика. – М.: Стройиздат, 1984.

12. Дарков А.В., Шапошников Н.Н. Строительная механика. – М., 1986.

13. Смирнов А.В. Строительная механика. – М., 1987.

14. Шишман Б.А. Статистика сооружений. – М.: Стройиздат, 1989.

15. Белоконь М.А. Строительная механика. – Владивосток, 2007

16. Писаренко Г.Н. и др. Справочник по сопротивлению материалов. – Киев, 1980.

Контрольные задания и методические рекомендации

Целью выполнения контрольной работы является приобретение навыков по расчёту статически определимых стержневых систем и закрепление этих навыков на примерах расчета таких сооружений как рама и ферма.

Контрольная задача 1. Построение эпюр внутренних усилий в рамах

Цель работы. Получение и закрепление навыков расчета статически определимых задач с помощью уравнений равновесия на примере стержневых систем – рам.

Задачи, которые надо решить:

• изучить типовые схемы расчета реактивных усилий;

• вычислить реактивные усилия в опорах и шарнирных соединениях;

• вычислить внутренние усилия и построить эпюры;

• выполнить проверку равновесия узлов рамы.

Контрольная задача 2. Расчет фермы

Цель работы. Овладение методами определения усилий в фермах с вычислением расчетных усилий.

Задание на расчет. Для заданной фермы требуется:

• проанализировать геометрическую структуру;

• определить опорные реакции и проверить их;

• определить продольную силу во всех элементах используя методы сечений и вырезания узлов.

Методические указания к выполнению контрольных работ

Исходная информация для задач контрольной работы выбирается студентом по таблицам в соответствии с личным учебным шифром (номером зачетной книжки). Шифр – три последние цифры номера зачетной книжки. Каждая таблица исходной информации содержит три группы данных, соответствующих каждой цифре шифра. Работы, выполненные с данными, выбранными не по шифру, не рассматриваются.

Контрольная работа оформляется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к пояснительным запискам и проектам (ЕСКД). Расчеты и необходимые чертежи помещаются в тетради. Все решения должны сопровождаться краткими пояснениями, а чертежи следует выполнять в масштабе с указанием всех размеров, точек и координат. На титульном листе указываются фамилия, имя, отчество студента, номер зачетной книжки, домашний адрес.

Студент обязан исправить ошибки, указанные преподавателем в рецензии, на отдельной вкладке (стирать или заклеивать отмеченные преподавателем ошибки не разрешается).

Контрольная работа засчитывается после её проверки и собеседования с преподавателем.

Текущий и итоговый контроль

Для текущего самоконтроля студентам заочной формы образования предлагаются тесты в виде вопросов и задач. Экзаменационные билеты составлены на основе этих тестовых вопросов и задач.

1. Что изучает строительная механика?

а) методы расчёта строительных конструкций на прочность;

б) методы расчёта складирования строительных конструкций;

в) методы расчёта строительных конструкций на жёсткость;

г) методы расчёта строительных конструкций на устойчивость.

2. Что такое расчётная схема сооружения?

а) модель сооружения, отражающая его основные свойства;

б) модель сооружения без опор;

в) схема нагрузок на сооружение;

г) модель сооружения, отражающая его физические свойства.

3. Какие элементы расчётных схем вы знаете?

а) схемы опор;

б) схематизация элементов;

в) порядок расчёта;

г) схематизация нагрузок.

4. Какие типы опор вы знаете?

а) выдвигающуюся;

б) скользящую;

в) защемление;

г) шарнирно-подвижную.

5. Что такое реакция?

а) усилие в поперечном сечении консоли;

б) усилие в опорной связи;

в) усилие в защемлении;

г) сила, приложенная в середине пролёта балки.

6. Какие виды активных нагрузок вы знаете?

а) ветровая нагрузка;

б) снеговая нагрузка;

в) нагрузка в шарнирно-подвижной опоре;

г) собственный вес элемента.

7. Назовите характерные признаки классификации нагрузок?

а) направление действия нагрузки;

б) время действия нагрузки;

в) район строительства объекта;

г) тип сооружения.

8. Что называется внутренними усилиями?

а) напряжённость внутренних связей материала;

б) усилия во внешних связях;

в) усилия во внутренних связях материала;

г) величина нагрузки, действующей на сооружение.

9. Изгибающий момент – эта сумма моментов:

а) всех сил, приложенных к элементу;

б) всех сосредоточенных сил, приложенных к элементу;

в) всех сосредоточенных сил, расположенных по одну сторону от сечения;

г) всех сил, расположенных по одну сторону от сечения относительно центра тяжести поперечного сечения элемента.

10. Поперечная сила – это сумма проекций:

а) всех сил, приложенных к элементу, на вертикальную ось у;

б) всех сил, приложенных к элементу, на вертикальную ось у;

в) всех сосредоточенных сил, приложенных к элементу, на вертикальную ось у, расположенных по одну сторону от сечения;

г) всех сил, расположенных по одну сторону от сечения, на вертикальную ось поперечного сечения элемента.

11. Продольная сила – это сумма проекций:

а) всех сил, приложенных к элементу, на горизонтальную ось;

б) всех сосредоточенных сил, приложенных к элементу, на ось элемента;

в) всех сосредоточенных сил, приложенных к элементу, на ось z, расположенных по одну сторону от сечения;

г) всех сил, расположенных по одну сторону от сечения, на центральную ось элемента z.

12. Что такое эпюра?

а) график изменения величины внутреннего усилия по длине элемента;

б) график распределения нагрузок, действующих на элемент;

в) график взаимодействия сосредоточенных сил и изгибающих моментов;

г) график взаимодействия всех нагрузок, действующих на элемент.

13. Перечислите существующие правила построения эпюры изгибающих моментов:

а) эпюра моментов строится со стороны растянутого волокна элемента;

б) знак на эпюре моментов не ставится;

в) эпюра моментов не заштриховывается;

г) на эпюре моментов не подписываются значения ординат.

14. Какие существуют проверки эпюры изгибающих моментов?

а) на эпюре моментов есть скачок в том месте, где к элементу приложен сосредоточенный момент;

б) на эпюре моментов есть скачок в том месте, где к элементу приложена сосредоточенная сила;

в) на участках, где к элементу приложена распределённая нагрузка, эпюра ограничивается прямой линией;

г) на участках, где к элементу приложена распределённая нагрузка, эпюра ограничивается кривой линией.

15. Перечислите существующие правила построения эпюры поперечных сил:

а) эпюра поперечных сил не заштриховывается;

б) эпюра поперечных сил строится со стороны растянутого волокна элемента;

в) знак на эпюре поперечных сил ставится;

г) на эпюре поперечных сил подписываются значения ординат.

16. Какие существуют проверки эпюры поперечных сил?

а) на эпюре поперечных сил есть скачок в том месте, где к элементу приложена сосредоточенная сила;

б) величина скачка равна величине приложенной силы;

в) на участках, где к элементу приложена распределённая нагрузка, эпюра ограничивается прямой линией;

г) на участках, где к элементу приложена распределённая нагрузка, эпюра ограничивается кривой линией.

17. Перечислите правила построения эпюры продольных сил:

а) эпюра продольных сил заштриховывается;

б) эпюра продольных сил строится со стороны растянутого волокна элемента;

в) знак на эпюре продольных сил ставится;

г) на эпюре продольных сил подписываются значения ординат.

18. Какие существуют проверки эпюры продольных сил?

а) на эпюре продольных сил есть скачок в том месте, где к элементу приложена сосредоточенная сила, действующая вдоль элемента;

б) величина скачка равна величине приложенной силы;

в) на участках, где к элементу приложена распределённая нагрузка, эпюра ограничивается прямой линией;

г) на участках, где к элементу приложена распределённая нагрузка, эпюра ограничивается кривой линией.

19. Какие зависимости существуют между внутренними усилиями и между нагрузкой?

а) первая производная от изгибающего момента есть поперечная сила;

б) первая производная от изгибающего момента есть продольная сила;

в) первая производная от поперечной силы есть продольная сила;

г) первая производная от поперечной силы распределённая нагрузка.

20. Какой основной признак классификации сооружений?

а) внутренние усилия, возникающие в поперечных сечениях элементов от действия внешней нагрузки;

б) внешняя нагрузка, действующая на сооружение;

в) элементы, входящие в состав сооружения;

г) число опор у сооружения.

21. Какие сооружения с элементами, работающими на центральное растяжение, вы знаете?

а) многопролётные балки;

б) фермы;

в) вантовые сооружения;

г) рамные конструкции.

22. Какие сооружения с элементами, работающими на изгиб, вы знаете?

а) многопролётные балки;

б) фермы;

в) вантовые сооружения;

г) рамные конструкции.

23. Какие усилия возникают в поперечном сечении элемента при его работе на центральное растяжение или сжатие?

а) изгибающий момент;

б) изгибающий момент и поперечная сила;

в) поперечная сила;

г) продольная сила.

24. Какое сооружение классифицируется как ферма?

а) сооружение, в элементах которого возникает продольная сила;

б) сооружение, в элементах которого возникает поперечная сила;

в) сооружение, в элементах которого не возникают усилия;

г) сооружение, в элементах которого возникает изгибающий момент.

25. Какие типы ферм вы знаете?

а) фермы с полигональными поясами;

б) фермы с решётками;

в) шпренгельные фермы;

г) фермы без раскосов.

26. Какие фермы называются статически определимыми?

а) фермы с наклонными поясами;

б) фермы, усилие в элементах которой может быть вычислено при помощи уравнений равновесия;

в) фермы, работающие на постоянную нагрузку;

г) фермы, работающие на временную нагрузку.

27. Какой шарнир называется простым?

а) шарнир, соединяющий три стержня;

б) шарнир, соединяющий два стержня;

в) шарнир, соединяющий число стержней более трёх;

г) шарнир, соединяющий два балочных элемента.

28. Какой шарнир называется кратным?

а) шарнир, соединяющий любое число стержней;

б) шарнир, соединяющий три стержня;

в) шарнир, соединяющий два стержня;

г) шарнир, соединяющий два балочных элемента.

29. Что такое метод вырезания узлов?

а) способ вычисления усилий в балках;

б) способ вычисления усилий в фермах;

в) способ вычисления перемещений;

г) проверка равновесия узлов.

30. Перечислите постоянно действующие нагрузки на ферму

а) снеговая нагрузка;

б) собственный вес фермы;

в) крановая нагрузка;

г) вес плит, опирающихся на ферму.

31. Перечислите нагрузки, которые на ферму считаются временно действующими

а) снеговая нагрузка;

б) полезная нагрузка;

в) крановая нагрузка;

г) вес плит, опирающихся на ферму.

32. Что такое невыгодное загружение конструкции?

а) нагружение снеговой нагрузкой конструкции таким образом, при котором в поперечном сечении возникают наибольшие внутренние усилия;

б) нагружение полезной конструкции таким образом, при котором в поперечном сечении возникают наибольшие внутренние усилия;

в) нагружение временной нагрузкой конструкции таким образом, при котором в поперечном сечении возникают наибольшие внутренние усилия;

г) нагружение конструкции собственным весом.

33. Какими нагрузками можно вызвать невыгодное нагружение?

а) постоянной нагрузкой;

б) крановой нагрузкой;

в) временной нагрузкой;

г) снеговой нагрузкой.

34. Что такое объемлющие усилия?

а) наибольшие и наименьшие усилия, возникающие в поперечном сечении элемента под действием временных нагрузок;

б) наибольшие и наименьшие усилия, возникающие в поперечном сечении элемента под действием постоянных нагрузок;

в) наибольшие и наименьшие усилия, возникающие в поперечном сечении элемента под действием временных и постоянных нагрузок, действующие одновременно;

г) нагружение полезной нагрузкой конструкции, таким образом, при котором в поперечном сечении возникают наибольшие внутренние усилия.

35. Что такое балка?

а) элемент или система соединённых элементов, работающих на изгиб;

б) стержень, работающий на изгиб;

в) стержень, в поперечном сечении которого под действием внешней нагрузки, возникают изгибающий момент и поперечная сила;

г) система стержней, представляющих длинномерную конструкцию, работающую на изгиб.

36. Какие типы балок вы знаете?

а) простая балка;

б) многопролётная неразрезная балка;

в) временная балка;

г) многопролётная многошарнирная балка.

37. Какие балки называются неразрезными?

а) простая балка;

б) балка, перекрывающая несколько пролётов;

в) временная балка;

г) многопролётная многошарнирная балка.

38. Что такое поэтажная схема при расчёте балок?

а) схема монтажа конструкций;

б) схема передачи нагрузок;

в) расчётная схема балки;

г) схема передачи усилий.

39. На чем основан анализ геометрической структуры многопролётных балок?

а) на правилах передачи нагрузки от элемента к элементу;

б) на правилах образования неподвижных систем;

в) на правилах расчёта неподвижных систем;

г) на правилах передачи усилий.

40. Как проверить степень статической неопределимости многопролётной балки?

а) по формуле Сн = -3D + 3Ш + Соп;

б) по формуле Сн = -3D + 2Ш + Соп;

в) по формуле Сн = -2D + 3Ш + Соп;

г) по формуле Сн = -2D + 2Ш + 2Соп.

41. Какие балки называются статически определимыми?

а) статически определимыми называются балки, расчёт которых основан на уравнениях равновесия;

б) статически определимыми называются балки, расчёт которых основан на правилах передачи нагрузки от элемента к элементу;

в) статически определимыми называются балки, вычисление опорных реакций в которых возможно с помощью уравнений равновесия;

г) статически определимыми называются балки, расчёт которых основан на правилах передачи усилий.

42. Какие типы нагрузок, действующих на балки, относятся к постоянно действующим?

а) снеговая нагрузка;

б) собственный вес балки;

в) крановая нагрузка;

г) ветровая нагрузка.

43. Какие типы нагрузок, действующих на балки, относятся к временно действующим?

а) полезная нагрузка;

б) собственный вес балки;

в) снеговая нагрузка;

г) ветровая нагрузка.

44. Что такое невыгодное загружение многопролётной балки?

а) нагружение всего пролёта балки временной нагрузкой;

б) нагружение всего пролёта балки постоянной нагрузкой;

в) нагружение консоли балки временной нагрузкой;

г) нагружение всей балки временной нагрузкой.

45. Какими нагрузками можно вызвать невыгодное нагружение балки?

а) полезной нагрузкой;

б) собственным весом балки;

в) крановой нагрузкой;

г) снеговой нагрузкой.

46. Как вычисляются объемлющие значения усилий при расчёте многопролётных статически определимых балок?

а) по формуле Мmах = Мпостоянная+ (+Мвременная);

б) по формуле Mmin = Мпостоянная+ (- Мвременная);

в) по формуле Qmax = Qпостоянная+ (-Qвременная);

г) по формуле Qmin = Qпостоянная+ (+Qвременная).

47. Какие способы расчёта неразрезных балок вы знаете?

а) метод опорных моментов;

б) метод сил;

в) метод дополнительной нагрузки;

г) метод фокусов.

48. Перечислите достоинства неразрезных балок:

а) опирание в любых местах балки;

б) нет промежуточных соединений;

в) равномерное распределение усилий;

г) большая прочность.

49. Какие недостатки неразрезных балок вы знаете?

а) одинаковый уровень опирания;

б) сложности монтажа (большой вес, длина);

в) равномерное распределение усилий;

г) трудности расчёта.

50. Какие системы называются статически неопределимыми?

а) системы, в которых для нахождения внутренних усилий недостаточно уравнений равновесия;

б) системы, в которых для нахождения реактивных усилий недостаточно уравнений равновесия;

в) системы, в которых для нахождения перемещений недостаточно уравнений равновесия;

г) системы, в которых для нахождения размеров балки недостаточно уравнений.

51. Что такое перемещение?

а) угол поворота сечения балки;

б) перемещение точек оси балки по вертикали;

в) перемещение точек оси балки по горизонтали;

г) изменение размеров балки под действием температуры.

52. Что такое единичное состояние?

а) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная схема сооружения;

б) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная схема перемещений сооружения;

в) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная схема сооружения с приложенной нагрузкой;

г) статически определимая, геометрически неизменяемая расчётная схема сооружения с приложенными единичными усилиями в отброшенных связях.

53. Какие способы вычисления интеграла Мора вы знаете?

а) метод Монте-Карло;

б) метод Симпсона;

в) метод Верещагина;

г) метод непосредственного интегрирования.

54. Что такое арка?

а) криволинейный стержень;

б) криволинейный стержень, работающий на изгиб;

в) длинный криволинейный стержень;

г) криволинейный стержень, работающий на сжатие.

55. Какие рамы называются статически определимыми?

а) статически определимыми называются рамы, расчёт которых основан на уравнениях равновесия;

б) статически определимыми называются рамы, расчёт которых основан на правилах передачи нагрузки от элемента к элементу;

в) статически определимыми называются рамы, вычисление опорных реакций в которых возможно с помощью уравнений равновесия;

г) статически определимыми называются рамы, расчёт которых основан на правилах передачи усилий.

56. Какие типы нагрузок, действующих на рамы, относятся к постоянно действующим?

а) полезная нагрузка;

б) собственный вес элементов;

в) крановая нагрузка;

г) снеговая нагрузка.

57. Какие типы нагрузок, действующих на рамы, относятся к временно действующим?

а) ветровая нагрузка;

б) собственный вес элементов;

в) крановая нагрузка;

г) снеговая нагрузка.

58. Что такое невыгодное загружение рамы?

а) нагружение рамы снеговой нагрузкой (сугроб слева);

б) нагружение рамы снеговой нагрузкой (сугроб справа);

в) нагружение рамы ветровой нагрузкой только справа от сооружения;

г) нагружение рамы ветровой нагрузкой только слева от сооружения.

59. Какими нагрузками можно вызвать невыгодное загружение на раму?

а) собственным весом элементов;

б) ветровой нагрузкой;

в) постоянными нагрузками;

г) временными нагрузками.

60. Правильность эпюры изгибающих моментов в раме можно оценить:

а) проверкой с помощью приложения дополнительной нагрузки;

б) проверкой равновесия узлов рамы;

в) проверкой нагрузки, действующей на раму;

г) проверкой равновесия вырезанного элемента рамы.

61. Правильность эпюры поперечных сил в раме можно оценить:

а) проверкой равновесия узлов рамы;

б) проверкой соответствия приложенных сосредоточенных сил и изменений в этих сечениях значений ординат эпюры;

в) проверкой равновесия узлов рамы;

г) проверкой изгибающих моментов в узлах рамы.

62. Правильность эпюры продольных сил в раме можно оценить:

а) проверкой поперечных сил в узлах рамы;

б) проверкой равновесия узлов рамы;

в) проверкой равновесия вырезанного элемента рамы;

г) проверкой изгибающих моментов в узлах рамы.

63. Что такое объемлющие эпюры?

а) графики наибольших и наименьших усилий, возникающих в поперечном сечении элемента под действием временных нагрузок;

б) графики наибольших и наименьших усилий, возникающие в поперечном сечении элемента под действием постоянных нагрузок;

в) графики наибольших и наименьших усилий, возникающих в поперечном сечении элемента под действием временных и постоянных нагрузок, действующие одновременно;

г) графики нагружения полезной нагрузкой конструкции, при котором в поперечном сечении возникают наибольшие внутренние усилия.

64. Что такое статически неопределимая система?

а) статически неопределимыми называются рамы, расчёт которых основан на уравнениях равновесия;

б) статически неопределимыми называются рамы, расчёт которых основан на правилах передачи нагрузки от элемента к элементу;

в) статически неопределимыми называются рамы, вычисление опорных реакций в которых возможно с помощью уравнений равновесия;

г) статически неопределимыми называются рамы, для расчёта которых недостаточно уравнений равновесия.

65. Какие методы расчёта статически неопределимых систем вы знаете?

а) метод сил;

б) метод перемещений;

в) смешанный метод;

г) метод нагружений.

66. Какая система называется основной при расчёте статически неопределимых систем методом сил?

а) статически определимая и геометрически неизменяемая система;

б) статически неопределимая и геометрически неизменяемая система;

в) геометрически изменяемая система;

г) статически неопределимая и геометрически неизменяемая расчётная система.

67. Какая система называется эквивалентной при расчёте статически неопределимых систем методом сил?

а) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная система;

б) статически неопределимая и геометрически неизменяемая система;

в) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная система с приложенной нагрузкой и усилиями в отброшенных связях;

г) статически неопределимая и геометрически неизменяемая расчётная система.

68. Что называется единичным состоянием при расчёте статически неопределимых систем методом сил?

а) статически неопределимая и геометрически неизменяемая система;

б) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная система;

в) статически неопределимая и геометрически неизменяемая система;

г) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная система с приложенным усилием в отброшенной связи, равном единице.

69. Каков смысл уравнений метода сил?

а) перемещение в заданном сечении и по заданному направлению равно нулю;

б) усилия в известных сечениях равны нулю;

в) равны нулю все внутренние усилия в заданном сечении;

г) можно найти величины всех действующих на конструкцию нагрузок.

70. Какие физические величины входят в систему канонических уравнений метода сил?

а) перемещения;

б) внутренние усилия;

в) нагрузка;

г) реакции.

71. Какие величины известны в уравнениях метода сил?

а) внутренние усилия;

б) перемещения;

в) нагрузка;

г) реакции.

72. Что вычисляется при решении канонических уравнений метода сил?

а) внутренние усилия;

б) перемещения;

в) нагрузка;

г) реакции.

73. Какие свойства коэффициентов системы канонических уравнений метода сил вы знаете?

а) коэффициенты, расположенные на главной диагонали, всегда положительные;

б) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда равны;

в) коэффициенты, расположенные на второстепенной диагонали, всегда положительные;

г) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда отрицательные.

74. Как свойства коэффициентов канонических уравнений метода сил используются при расчёте?

а) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда отрицательные;

б) коэффициенты, расположенные на главной диагонали, всегда положительные;

в) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда равны;

г) грузовые коэффициенты всегда положительные.

75. Как проверить правильность единичных коэффициентов системы уравнений при решении задач методом сил?

а) единичные коэффициенты всегда отрицательные;

б) единичные коэффициенты, расположенные на главной диагонали, всегда положительные;

в) сумма всех единичных коэффициентов равна произведению суммарной единичной эпюры самой на себя;

г) единичные коэффициенты всегда положительные.

76. Как проверить правильность грузовых коэффициентов системы уравнений при решении задач методом сил?

а) грузовые коэффициенты всегда отрицательные;

б) грузовые коэффициенты всегда положительные;

в) сумма всех грузовых коэффициентов равна произведению суммарной единичной эпюры на грузовую эпюру;

г) грузовые коэффициенты равны нулю.

77. Как можно проверить правильность окончательной эпюры изгибающих моментов при расчёте рам методом сил?

а) выполнить деформационную проверку;

б) вычислить перемещение по направлению неизвестного усилия;

в) проверить равновесие узлов рамы;

г) проверить соответствие нагрузок и реакций.

78. Как построить эпюру поперечных сил при расчёте рам методом сил?

а) вычислить перемещение по направлению неизвестного усилия;

б) рассмотреть равновесие элементов рамы;

в) проверить соответствие нагрузок и реакций;

г) выполнить деформационную проверку.

79. Как построить эпюру продольных сил при расчёте рам методом сил?

а) проверить соответствие между эпюрами моментов и продольных сил;

б) вычислить перемещение по направлению неизвестного усилия;

в) проверить равновесие узлов рамы;

г) проверить соответствие нагрузок и реакций.

80. Что называется эквивалентным состоянием при расчёте статически неопределимых систем методом перемещений?

а) статически неопределимая и геометрически изменяемая схема;

б) статически определимая и геометрически неизменяемая схема;

в) статически неопределимая и геометрически неизменяемая расчётная схема с приложенной нагрузкой и усилиями в отброшенных связях;

г) статически определимая и геометрически изменяемая схема.

81. Что называется единичным состоянием при расчёте статически неопределимых систем методом перемещений?

а) статически неопределимая и геометрически неизменяемая схема с приложенным единичным перемещением в поставленной связи;

б) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная схема с приложенной нагрузкой;

в) статически неопределимая и геометрически неизменяемая схема без нагрузки;

г) статически определимая и геометрически неизменяемая расчётная схема с приложенным усилием равном единице в поставленной связи.

82. Каков смысл уравнений метода перемещений?

а) усилия в поставленных связях очень большие;

б) усилия в поставленных связях равны нулю;

в) усилия в поставленных связях неизменны;

г) усилия в поставленных связях отсутствуют.

83. Какие физические величины входят в систему канонических уравнений метода перемещений?

а) внутренние усилия;

б) нагрузка;

в) реакции;

г) перемещения.

84. Какие величины известны в уравнениях метода перемещений?

а) внутренние усилия;

б) нагрузка;

в) реактивные моменты и реактивные усилия;

г) перемещения.

85. Что вычисляется при решении канонических уравнений метода перемещений?

а) внутренние усилия;

б) нагрузка;

в) реактивные моменты и реактивные усилия;

г) перемещения.

86. Какие свойства коэффициентов системы канонических уравнений метода перемещений вы знаете?

а) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда равны;

б) коэффициенты, расположенные на второстепенной диагонали, всегда положительные;

в) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда отрицательные;

г) коэффициенты, расположенные на главной диагонали, всегда положительные.

87. Какие свойства канонических уравнений метода перемещений используются при расчёте?

а) коэффициенты, расположенные на главной диагонали, всегда положительные;

б) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда равны;

в) грузовые коэффициенты всегда положительные;

г) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда отрицательные.

88. Как проверить правильность единичных коэффициентов системы уравнений при решении задач методом перемещений?

а) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда равны;

б) грузовые коэффициенты всегда положительные;

в) коэффициенты, имеющие одинаковые индексы, всегда отрицательные;

г) коэффициенты, расположенные на главной диагонали всегда положительные, но проверить их значение нельзя.

89. Как проверить правильность грузовых коэффициентов системы уравнений при решении задач методом перемещений?

а) грузовые коэффициенты всегда отрицательные;

б) грузовые коэффициенты всегда положительные;

в) грузовые коэффициенты проверить можно;

г) грузовые коэффициенты проверить нельзя.

90. Как проверить правильность окончательной эпюры изгибающих моментов при расчёте рам методом перемещений?

а) построить единичную эпюру в статически определимой системе и умножить её на окончательную эпюру моментов;

б) построить эпюру грузовую в статически определимой системе и умножить её на окончательную эпюру моментов;

в) построить эпюру грузовую в статически определимой системе и умножить её на единичную эпюру моментов;

г) построить единичную эпюру в статически определимой системе и умножить её на саму на себя.

91. Как построить эпюру поперечных сил при расчёте рам методом перемещений?

а) вычислить поперечную силу по направлению неизвестного усилия;

б) рассмотреть равновесие элементов рамы;

в) проверить соответствие нагрузок и реакций;

г) рассмотреть равновесие узлов рамы.

92. Как построить эпюру продольных сил при расчёте рам методом перемещений?

а) вычислить продольную силу по направлению неизвестного усилия;

б) рассмотреть равновесие элементов рамы;

в) проверить соответствие нагрузок и реакций;

г) рассмотреть равновесие узлов рамы.

93. Какие типы конечных элементов бывают?

а) стержневые;

б) нитевидные;

в) пластинчатые;

г) арочные.

94. Что такое потеря устойчивости?

а) отклонение стержня от заданной формы;

б) отклонение нагрузки на сооружение от заданной величины;

в) отклонение стержня от заданной формы вследствие действия на стержень сжимающих нагрузок;

г) изменение размеров элемента.

95. От чего зависит критическая сила?

а) от величины нагрузки, сжимающей стержень;

б) от геометрических размеров поперечного сечения;

в) от длины стержня;

г) от материала конструкции.

96. Какая форма изгиба элемента наиболее опасна?

а) первая;

б) вторая;

в) последняя, перед разрушением;

г) четвёртая.

97. Чему равно число степеней свободы системы?

а) числу нагрузок, действующих на систему;

б) числу жёстких узлов системы;

в) минимальному числу дополнительных связей, устраняющих перемещения масс;

г) числу стержней, входящих в систему.

98. Какие специальные дисциплины предшествовали изучению строительной механики?

а) сопротивление материалов;

б) теоретическая механика;

в) физика;

г) материаловедение.

99. Какова цель строительной механики?

а) научиться методам расчёта конструкций;

б) научиться методам расчёта внутренних усилий, возникающих в конструкциях;

в) научиться пользоваться специальной и справочной литературой;

г) научиться оценивать прочность, устойчивость, жёсткость и долговечность сооружения.

100. Какие дисциплины используют методы строительной механики?

а) железобетонные конструкции;

б) металлические конструкции;

в) деревянные конструкции;

г) материаловедение.

Тесты – задачи по строительной механике

Вариант 1

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов М и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 2

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 3

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 4

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 5

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 6

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 7

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 8

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 9

Для многошарнирной балки постройте эпюры изгибающих моментов M и поперечной силы Q.

Ответ: 1; 2; 3.

Вариант 10

Для