Раздел 3. Статистика сооружений

Тема 3.1. Основные положения

При изучении темы основное внимание следует обратить на связь радела «Статики сооружений» с теоретической механикой и сопротивлением материалов, а также на классификацию сооружений и их расчетные схемы.

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы задачи статики сооружений?

2. Что такое расчетная схема сооружений? От чего зависит ее выбор?

3. Как классифицируются сооружения? Каковы основные особенности расчетных схем каждого вида сооружений?

4.

19

Как классифицируются опоры? Какие опорные реакции могут возникнуть в каждом их типе?

5. Какие существуют виды нагрузок?

6. Как определяются расчетные нагрузки?

7. Укажите роль отечественных ученых в развитии строительной механики.

Тема 3.2. Исследования геометрической неизменяемости плоских стержневых систем

При изучении темы уясните, что системы могут быть геометрически неизменяемыми и мгновенно изменяемыми, но в строительной практике применяют только геометрически неизменяемые системы. Необходимо знать и уметь применять правила образования геометрически неизменяемых систем, производить анализ геометрической структуры (кинематический анализ).

Необходимое условие геометрической неизменяемости требует, чтобы степень свободы рассматриваемой системы была равна нулю, т. е. чтобы

W=3Д - 2Ш- С_о=0,

Где  Д – число дисков;

       Ш – число простых шарниров;

        С₀ – количество опорных связей.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие системы называются геометрически неизменяемыми и мгновенно изменяемыми?

2. Каковы основные признаки геометрически неизменяемых систем?

3. Как выявляется геометрическая неизменяемость систем?

4. Каковы признаки мгновенной изменяемости систем?

5. Приведите примеры геометрически неизменяемой, изменяемой и мгновенно изменяемой систем. Произведите анализ их геометрической структуры.

6. Можно ли применять в строительстве изменяемые мгновенно изменяемые и почти мгновенно изменяемые системы? Если нельзя, то почему?

7. Каково различие между статистически определимыми и неопределимыми системами?

8. Какие связи называют необходимыми и какие лишними?

20

Тема 3.3. Многопролетные статически определяемые (шарнирные) балки

При изучении темы следует уяснить преимущества и недостатки шарнирных балок по сравнению с другими балками (простыми и неразрезными), перекрывающими те же пролеты и несущие такую же нагрузку.

Необходимо знать правила размещения промежуточных шарниров, обеспечивающих статическую определимость и геометрическую неизменяемость многопролетных балок, понимать взаимодействие элементов, составляющих шарнирные балки различных типов, уметь составлять схемы взаимодействия этих элементов, знать порядок их расчета и монтажа.

Вопросы для самоконтроля

1. Чем отличаются многопролетные определимые балки от неразрезных?

2. Какие требования предъявляются к количеству и размещению промежуточных шарниров?

3. Какие существуют основные типы шарнирных балок и из каких элементов они состоят?

4. Приведите возможные варианты размещения промежуточных шарниров для получения шарнирных статически определимых из неразрезной пяти пролётной балки с шарнирными опорами и из неразрезной пяти пролетной балки с одним защемленным концом. Составьте схемы взаимодействия элементов шарнирных балок.

5. Каковы порядок расчета и монтажа элементов шарнирных балок?

6. Охарактеризуйте методы расчета шарнирных балок с составлением и без составления схемы взаимодействия элементов. Каковы достоинства и недостатки каждого из этих методов?

7. В чем достоинства равномерных шарнирных балок?

Тема 3.4. Статистически определимые плоские рамы

21

При изучении темы, приступая к расчету рамы, надо убедиться в ее статистической определимости и неизменяемости. Если рама представляет собой брус ломаного очертания, имеющий одну шарнирно-неподвижную, а другую шарнирно-подвижную опору, то она неизменяема и статически определима. Для определения опорных реакций такой рамы достаточно трех уравнений статики. Если рама прикреплена к земле более чем тремя опорными стержнями и имеет промежуточные шарниры, то проверку статической определимости удобнее всего произвести, убедившись в соблюдении условия:

Л = 3К – Ш = 0

Где Л – число лишних связей (степень статической неопределимости);

  К – число замкнутых контуров;

Ш – суммарное число простых и приведенных к ни сложных (кратных) шарниров.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите особенности рамных конструкций.

2. Каково различие в определении опорных реакций статически определимых рам, не имеющих промежуточных шарниров, и рам с промежуточными шарнирами?

3. Как определяются знаки поперечных сил, изгибающих моментов и продольных сил при расчёте рам?

4. Как строятся эпюры Qx, Mx и N для рам?

5. Как проверить правильность построения эпюр Qx, Mx и N для статически определимых рам?