Киселев - Строительная механика в примерах и задачах

Книга «Строительная механика в примерах м задачах* (2-е  издание) представляет собой задачник но строительной механике с подробно разработанными примерами и ответами на задачи Во втором издании устранены замеченные недочеты первого  издания, введен ряд примеров по его темам, и в соответствии с новой программой (индекс УМУ-71/1) общего курса строительной механики (первая и вторая части) для специальности «Мосты и  тоннели», «Строительство аэродромов» и «Автомобильные дороги» автомобилыю-дорожных вузов и факультетов введены основы  расчета в матричной форме статически неопределимых систем и  некоторые элементы программирования.

Книга содержит 21 главу. Расчету статически определимых систем посвящены главы 1—9, где рассматриваются также  примеры расчета на предельные нагрузки, на определение перемещений и на пространственные системы. В главах 10—13 рассматриваются примеры расчета статически неопределимых рам, балок, ферм по методу сил. Главы 14 и 15 посвящены примерам расчета по  методу перемещений, смешанному и комбинированному методам, и  главе 16 отражен расчет сложных рам по методу распределения  моментов. В главах 17 и 18 даны примеры расчета статически  неопределимых систем па предельные нагрузки, а также расчет  пространственных статически неопределимых систем. В последних трех главах излагаются матричные методы расчета, основы  программирования и расчет по деформированному состоянию.

Книга предназначена в качестве учебного пособия для  студентов строительных специальностей автомобильно-дорожных вузов и факультетов и может быть использована студентами трат портных и строительных вузов

ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ

Второе издание учебного пособия приведено в соответствие с новой программой (индекс УМУ-71/1) общего курса  строительной механики (первая и вторая части) для специальности  «Мосты и тоннели», «Строительство аэродромов» и «Автомобильные дороги» автомобильно-дорожных вузов и факультетов.

Содержание пособия в основном соответствует также и  программе по курсу строительной механики  инженерно-строительных специальностей.

В первое издание внесены следующие изменения: исправлены замеченные недостатки, исключена глава о расчете  подпорных стен, введены новые главы: «Матричная форма расчетов в строительной механике», «Элементы программирования задач строительной механики», «Расчет по деформированному  состоянию».

Книга содержит примеры с подробными решениями и  задачи с ответами. Некоторые примеры соответствуют содержанию домашних работ, предусмотренных программой курса. По мере необходимости приводятся краткие теоретические сведения и  готовые формулы для разбора примеров и решения задач.

Книга написана сотрудниками кафедры строительной  механики Московского автомобильно-дорожного института. Авторы будут признательны за сообщения о недостатках книги.

Глава I

ВВЕДЕНИЕ

Строительная механика — наука о расчете сооружений на прочность, устойчивость и жесткость. Ее первоочередная  задача состоит в определении внутренних сил (усилий). Внутренние силы, строго говоря, должны определяться в деформированном состоянии сооружения, что весьма сложно. Поэтому, учитывая малые изменения форм сооружений под нагрузкой, внутренние силы обычно определяются по недеформированному состоянию сооружения. Хотя это и не точно (что надо знать и помнить), но для многих случаев практически приемлемо, чем и пользуются в расчетах.

Сооружения в строительной механике заменяются их схема ми, представляющими собой упрощенные изображения (скелеты) сооружений, в которых стержни заменяются осевыми  линиями, пластинки — срединными поверхностями, реальные  опорные устройства — идеальными связями и т. д., размеры сечений учитываются моментами инерции и площадями, а свойства  материалов — их механическими характеристиками.

Расчет сооружений проводится по расчетной схеме. Если  полная схема сооружения проста и доступна для расчета, то она принимается и в качестве расчетной схемы. Если же полная схема сложна для расчета, то она дополнительно упрощается путем игнорирования некоторых свойств, играющих  второстепенную роль в работе сооружения.

Сооружения, их полные и расчетные схемы разделяются ни системы по основным признакам, определяющим работу  сооружения под нагрузкой.

По способу образования системы разделяются: на неизменяемые, допускающие относительные перемещения соединенных между собой тел только за счет деформации  материала; на изменяемые, допускающие относительные перемещения соединенных между собой тел без деформации материала; на мгновенно изменяемые, допускающие лишь бесконечно малые перемещения соединенных между собой тел без  деформации материала. Неизменяемые системы в пределах прочности материала могут принимать на себя нагрузки любых видов (рис. 1.1), почему и применяются в несущих конструкциях.

Изменяемые и мгновенно изменяемые системы могут, не  меняя без деформации материала своей формы, принимать на себя лишь нагрузки частных видов, а потому мало пригодны для  сооружений, несущих различного вида  нагрузки. В частности, изменяемые системы могут принимать на себя и уравновешивать, не меняя своей формы, только те нагрузки, работа которых на любых  бесконечно малых возможных  перемещениях, вычисляемая с точностью до  бесконечно малых первого порядка, равна  нулю. Изображенная на рис. 1.2, а  изменяемая система может уравновесить расположенную на ней нагрузку.