Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 226.5 Kb.
|
Наибольшей величины номальные напряжения достигают в точках сечения, наиболее удаленных от нейтральной оси, причём со стороны выпуклости балки они растягивающие(  ), а со стороны вогнутости - сжимающие ( ), в точках нейтральной оси при  напряжения  равны нулю.Слой, не изменяющий своей длины при изгибе, не испытывает напряжений и называется нейтральным слоем. Нейтральный слой проходит через центры тяжести поперечных сечений балки. Линия пересечения нейтрального слоя с поперечным сечением называется нейтральной осью. Х нейтральная ось  Нормальное напряжение в любой точке поперечного сечения балки при чистом изгибе  ; максимальное  Условие прочности по нормальным напряжениям при изгибе :  Wx- момент сопротивления характеризует влияние формы и размеров сечения на прочность при изгибе Для балок из хрупких материалов расчёт ведут по растянутой и сжатой зоне одновременно     Расчёт на прочность 1.Проектный расчёт(подбор сечения) :  2.Проверочный расчёт: 3.Определение нагрузочной способности( наибольшего допускаемого изгибающего момента) :  Касательные напряжения при прямом поперечном изгибе. целая балка составная балка Формула Журавского:  , где - касательное напряжение;  -поперечная сила ; - статический момент отсечённой части относительно нейтральной оси   -координата центра тяжести;  -площадь поперечного сечения отсечённой части;b- ширина сечения ;  - момент инерции всего сечения относительно нейтральной оси  Наибольшее значение касательного напряжения достигается на нейтральной оси. Для прямоугольного сечения  Большинство балок проверяют на прочность по нормальным напряжениям и только три вида балок по касательнымнапряжениям, а именно: 1) деревянные, 2) узкие(например, двутавровые),3) короткие. Условие прочности по касательным напряжениям :   -расчётное сопротивление на сдвиг.Устойчивость сжатых стержней Критической силой называется наибольшее значение сжимающей силы, приложенной центрально, до которой прямолинейная форма равновесия стержня является устойчивой. Изгиб, связанный с потерей устойчивости стержня прямолинейной формы, называется продольным изгибом. Для обеспечения устойчивости необходимо, чтобы действующая на стержень сжимающая сила F была меньше критической Fкр.   Существуют 2 формулы для определения критической силы: 1)формула Эйлера:   –коэффициент приведения длины, зависящий от способа закрепления стоек. -длина стержня;  -приведенная длина ;  –наименьший из осевых моментов инерции сечения; Е- модуль упругости первого рода.Критическое напряжение:  ; гибкость:  Условие применимости формулы Эйлера:   пред пред - предельная гибкость зависит от физико-механических свойств материала стержня.2) формула Ясинского :  - bλ ; где а , b- коэффициенты ,зависящие от материалаПрактическая формула для расчёта на устойчивость. При практических расчётах на устойчивость сжатых стержней вместо двух формул Эйлера и Ясинского, каждая из которых справедлива для определённых значений гибкости, пользуются практической формулой следующего вид     –продольная сжимающая сила в стержне; -площадь брутто( без учета ослабления отверстия); -расчетное сопротивление материала на сжатие. -коэффициент продольного изгиба ,понижающий основное расчётное сопротивление при потере устойчивости Формула для подбора сечения( проектный расчёт)  3.Раздел. Статика сооружений Задача статики сооружений – изучение методов расчёта на прочность, жёсткость и устойчивость при статическом действии нагрузок на отдельные строительные конструкции. Под сооружением в строительной механике подразумевают совокупность отдельных элементов, соединённых между собой связями и образующих некоторую неизменяемую пространственную или плоскую систему. Упрощённое изображение действительного сооружения называют расчётной схемой. В этой схеме стержни и балки заменяют осевыми линиями, проходящими через центры тяжести поперечных сечений. Пластины и оболочки заменяются их срединными плоскостями. Поперечные сечения элементов характеризуются значениями их площадей и моментов инерции. Нагрузки, действующие на поверхности сооружения, переносятся на осевые линии или срединные поверхности. Внешние нагрузки представляют собой расчётные нагрузки, т.е.нормативные нагрузки, умноженные на соответствующие коэффициенты перегрузки, а прочностные характеристики материала соответствуют расчётным сопротивлениям. Сооружения (расчётные схемы) для удобства их описания и расчёта обычно делят на отдельные группы по следующим признакам: 1.По расположению осей элементов и нагрузок: пространственные и плоские. 2.По геометрическим характеристикам элементов: 2.1 Стержневые сооружения: балки, фермы, рамы и .т. д; 2.2Тонкостенные сооружения: пластины и оболочки; 2.3Массивные сооружения: фундаменты и основания, подпорные стены, плотины. 3.По методам расчёта: статически определимые и статически неопределимые сооружения. 4.По кинематическим признакам: геометрически неизменяемые и геометрически изменяемые сооружения. Сооружение, которое под действием приложенных нагрузок в результате деформации его отдельных элементов изменяет свою форму и размеры, называется геометрически неизменяемым (рис.а) F Сооружение, которое под действием даже незначительной нагрузки изменяет свою форму и положение вследствие движения его отдельных элементов без их деформации, называется геометрически изменяемым (рис.б) F b) F  Многопролетные статически определимые ( шарнирные) балки. Существуют три вида простых балок: однопролётная балка с шарнирными опорами, однопролётная балка с консолями и консольная балка с жёсткой опорой. .   Балка на двух опорах Балка на двух опорах с консолью. Балка консольная с защемлением Из этих простых балок можно образовать более сложную систему, соединив между собой шарнирами указанные простые балки. Такая система носит название многопролетной ( шарнирной ) статически определимой балки .В строительной практике многопролётные балки применяются для перекрытия смежных пролётов; используются при устройстве различных эстакад, проезжей части мостов и перекрытий зданий.  Необходимое число промежуточных шарниров при заданном количестве опорных стержней Ш  -3.Для наглядности многопролетную балку изображают в виде этажной схемы. Аналитический расчет многопролётной балки заключается в определении внутренних силовых факторов от заданного воздействия т.е в построении эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. Статически определимые плоские рамы. Простые рамы Рамой называется геометрически неизменяемая стержневая система с преимущественно жесткими соединениями в узлах. Рама состоит из стоек и ригелей. Стойкой называется вертикальный или близкий к вертикальному стержень. Стойки выполняются постоянного, ступенчатого или переменного поперечного сечения по высоте. Ригелем называется горизонтальный или слегка наклонный стержень рамы. Ось ригеля может быть прямолинейной, ломаной или криволинейной. Расстояние между центрами опор соседних стоек называется пролётом рамы. Геометрические схемы рам разнообразны. Они могут быть однопролётными, многопролётными, одноэтажными и многоэтажными. Применение рамных конструкций в строительстве разнообразно. Рамные системы образуют каркасы промышленных, гражданских и жилых зданий. Рамы могут входить в состав эстакад, опорных устройств мостов, фундаментов под оборудование и т.д. Простая рама представляет геометрически неизменяемую стержневую систему, состоящую из двух или трёх стержней, соединенных в узлах жёсткими связями. Трёхшарнирная рама является распорной системой, так как в её опорных связях от вертикальной нагрузки возникают горизонтальные составляющие реакций. Чтобы не передавать горизонтальное давление на нижележащие конструкции, вводят затяжку. Аналитический расчёт рамы заключается в определении трёх внутренних силовых факторов от внешних нагрузок- в построении эпюр изгибающих моментов, поперечных и продольных сил. Эпюры М , Q, N строятся на геометрической схеме рамы, по осям стоек и ригелей. трёхшарнирные рамы  Плоские статически определимые фермы. Ферма - геометрически неизменяемая стержневая система, состоящая из прямолинейных стержней, соединенных в узлах идеальными шарнирами ( в реальной ферме соединение в узлах жесткими связями), допускающими их взаимный поворот без трения. При этом внешняя нагрузка считается приложенной только в узлах. При таких предпосылках во всех стержнях фермы возникают только продольные силы. Экономичность, рациональность распределения напряжений и несложность изготовления обеспечили фермам широкую и разнообразную область применения в строительстве.  Стержни , ограничивающие верхний контур фермы, образуют верхний пояс, а стержни, ограничивающие нижний контур,- нижний пояс. Совокупность стержней фермы между верхним и нижним поясами образуют решетку фермы. Вертикальные элементы решетки называются стойками, а наклонные – раскосами ( подкосами). Расстояние между осями опор фермы называется пролётом, а расстояние между соседними узлами верхнего (нижнего) пояса - панелью. Фермы классифицируются по следующим признакам: 1.По назначению фермы делятся на стропильные, подстропильные, мостовые, крановые, башенные и .т.п. 2.По очертанию поясов: с параллельными поясами, с треугольным поясом, с полигональным( ломаным) очертанием поясов. 3.По направлению опорных реакций делятся на безраспорные (балочные, балочно-консольные, консольные) и распорные ( арочные и висячие). 4.По уровню движения транспорта:  С треугольным поясом, балочная С ломаным поясом, балочно-консольная консольная арочная висячаяРасчётная схема фермы, полученная после замены в реальной ферме всех жестких узлов шарнирами, должна быть геометрически неизменяемой Степень свободы определяют по формуле:  У – число шарнирных узлов фермы;  -число стержней фермы; - число опорных стержней.Для расчёта ферм пользуются двумя способами: аналитическим( вырезания узлов и сквозных сечений) и графическим. Расчёт статически определимых определимой фермы начинается с определения опорных реакций. В стержнях фермы от внешней нагрузки, приложенной в узлах, возникают только продольные сжимающие или растягивающие силы. Определение усилий в стержнях фермы методом вырезания узлов выполняется в следующем порядке: 1.Обозначив узлы буквами и стержни цифрами, поочередно вырезают узлы фермы и вычерчивают схему вырезанных узлов; 2.Составляют уравнения равновесия для каждого вырезанного узла ∑Х=0; ∑У=0, предполагая, что стержни работают на растяжение (силы направлены от узлов). Порядок вырезания узлов должен быть таким, чтобы в каждый последовательно рассматриваемы узел входили только два стержня, усилия в которых неизвестны; 3.Решая уравнения равновесия, определяют усилия во всех стержнях фермы; отрицательные усилия будут соответствовать работе стержней на сжатие (силы направлены к узлам). Определение усилий в стержнях фермы методом сквозных сечений выполняется в следующем порядке: 1.Ферму разрезают на две части таким образом, чтобы в разрез попал стержень, усилие в котором необходимо определить, а оси других перерезанных стержней сходились бы в одной точке; 2.Заменив действие перерезанных стержней усилиями в них, составляют уравнения равновесия для любой части фермы. ∑Х=0; ∑У=0; ∑М=0; 3.Из составленных уравнений определяют искомые усилия в стержнях фермы. Графический способ определения усилий в стержнях фермы основан на методе вырезания узлов. При этом для каждого вырезанного узла усилия определяют построением замкнутого силового треугольника или многоугольника. Узлы вырезают последовательно. Каждый узел должен содержать не более двух стержней, усилия в которых неизвестны. Список используемой литературы:
|
