Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Апреля 2013 в 10:07, методичка
Сопротивление материалов – инженерная дисциплина, в которой излагаются теоретико-экспериментальные основы и методика расчета наиболее распространенных элементов конструкций и сооружений на прочность, жесткость и устойчивость. Расчетный аппарат сопротивления материалов широко используется в строительной механике и специальных дисциплинах, связанных с проектированием надежных и экономичных строительных конструкций.
У к а з а н и е. Подбор сечения (п. 1) осложняется тем, что условие устойчивости сжатого стержня (см. тему 18) содержит две неизвестных величины: площадь сечения A и коэффициент φ. Поскольку их нельзя выразить одну через другую, расчет следует проводить способом последовательных приближений, задаваясь предварительным значением φ0. Практика расчета стальных колонн рассматриваемого типа показывает, что при закрепленных концах стержня целесообразно принимать φ0 = 0,7…0,9, при свободном верхнем конце – φ0 = 0,4…0,6.
Коэффициент продольного изгиба зависит от гибкости стержня λ и расчетного сопротивления стали. Значения φ, соответствующие заданной величине R, приведены в табл. 8. Они заимствованы из главы СНиП П-23-81*. Промежуточные значения можно находить линейной интерполяцией.
При определении расстояния a (п. 2) необходимо воспользоваться зависимостью между осевыми моментами инерции относительно параллельных осей (см. тему 10).
Задача № 11. На двутавровую балку с жесткими опорами (рис. 11) падает груз расчетным весом G:
1) найти наибольшие нормальные
напряжения при статическом
2) то же найти при динамическом нагружении, приняв высоту падения груза h равной высоте двутавра;
3) определить наибольшие
4) сравнить все три результата.
Массой балки пренебречь. Модуль упругости материала E = 206 ГПа. Остальные данные взять из табл. 9.
Строка |
Номер двутавра по ГОСТ 8239-89 |
l |
103∙α |
G |
м |
м/кН |
кН | ||
0 |
20 |
6,0 |
20 |
5,0 |
1 |
10 |
5,1 |
21 |
3,1 |
2 |
22 |
7,2 |
22 |
4,2 |
3 |
33 |
6,3 |
23 |
5,3 |
4 |
24 |
5,4 |
24 |
4,4 |
5 |
50 |
7,5 |
25 |
6,5 |
6 |
36 |
6,6 |
26 |
5,6 |
7 |
27 |
5,7 |
27 |
4,7 |
8 |
18 |
4,8 |
28 |
3,8 |
9 |
45 |
6,9 |
29 |
5,9 |
У к а з а н и е. Вычисляя динамический коэффициент kd = , следует иметь в виду, что при жестких опорах (п. 2) статическое перемещение Δst = fst, где fst – прогиб сечения балки под грузом G, приложенным статически.
При наличии пружины (п. 3) Δst = fst + αVβ,где α – податливость пружины, т.е. осадка от силы 1ньютон; V – реакция правой опоры от нагрузки G; β – коэффициент пропорциональности, определяемый из подобия треугольников и устанавливающий зависимость между осадкой пружины и вызванным ею перемещение сечения под силой G при повороте балки вокруг центра шарнира левой опоры.
ОСНОВНАЯ
1. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, 1995. – 560 с.
2. Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, 1989. – 624 с.
3. Михайлов А.М. Сопротивление материалов. – М.: Стройиздат, 1989. – 352 с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. Варданян Г.С., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов. – М.: Инфра–М, 2003. – 480 с.
2. Сопротивление материалов с основами теории упругости / Под ред. Г.С. Варданяна. – М.: Издательство АСВ, 1995. – 568 с.
3. Сопротивление материалов. Аналоги решения задач для студентов-заочников II, III курсов специальностей: «Промышленное и гражданское строительство» (290300); «Городское строительство и хозяйство» (290500); «Автомобильные дороги и аэродромы» (291000). Часть 1. – М.: МИКХиС, 2003. – 40 с.
4. Сопротивление материалов. Аналоги решения задач для студентов-заочников II, III курсов специальностей: «Промышленное и гражданское строительство» (290300); «Городское строительство и хозяйство» (290500); «Автомобильные дороги и аэродромы» (291000). Часть 2. – М.: МИКХиС. Находится в печати.
Двутавры горячекатаные с уклоном внутренних граней полок (по ГОСТ 8239-89)
|
h – высота двутавра; b – ширина полки; d – толщина стенки; t – средняя толщина полки; R – радиус внутреннего закругления; |
r – радиус закругления полки; J – момент инерции; S – статический момент площади полусечения; i – радиус инерции
| ||||||||||||||||
Номер профиля |
Линейная плотность |
Размеры
|
Площадь сечения |
Геометрические характеристики относительно осей | ||||||||||||||
x |
y | |||||||||||||||||
ρl |
h |
b |
d |
t |
R |
r |
A |
Jx |
Wx |
ix |
Sx |
Jy |
Wy |
iy | ||||
кг/м |
мм |
см2 |
см4 |
см3 |
см |
см3 |
см4 |
см3 |
см | |||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 | |||
10 |
9,46 |
100 |
55 |
4,5 |
7,2 |
7 |
2,5 |
12 |
198 |
39,7 |
4,06 |
23 |
17,9 |
6,49 |
1,22 | |||
12 |
11,5 |
120 |
64 |
4,8 |
7,3 |
7,5 |
3 |
14,7 |
350 |
58,4 |
4,88 |
33,7 |
27,9 |
8,72 |
1,38 | |||
14 |
13,7 |
140 |
73 |
4,9 |
7,5 |
8 |
3 |
17,4 |
572 |
81,7 |
5,73 |
46,8 |
41,9 |
11,5 |
1,55 | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 | |||
16 |
15,9 |
160 |
81 |
5 |
7,8 |
8,5 |
3,5 |
20,2 |
873 |
109 |
6,57 |
62,3 |
58,6 |
14,5 |
1,7 | |||
18 |
18,4 |
180 |
90 |
5,1 |
8,1 |
9 |
3,5 |
23,4 |
1290 |
143 |
7,42 |
81,4 |
82,6 |
18,4 |
1,88 | |||
20 |
21 |
200 |
100 |
5,2 |
8,4 |
9,5 |
4 |
26,8 |
1840 |
184 |
8,28 |
104 |
115 |
23,1 |
2,07 | |||
22 |
24 |
220 |
110 |
5,4 |
8,7 |
10 |
4 |
30,6 |
2550 |
232 |
9,13 |
131 |
157 |
28,6 |
2,27 | |||
24 |
27,3 |
240 |
115 |
5,6 |
9,5 |
10,5 |
4 |
34,8 |
3460 |
289 |
9,97 |
163 |
198 |
34,5 |
2,37 | |||
27 |
31,5 |
270 |
125 |
6 |
9,8 |
11 |
4,5 |
40,2 |
5010 |
371 |
11,2 |
210 |
260 |
41,5 |
2,54 | |||
30 |
36,5 |
300 |
135 |
6,5 |
10,2 |
12 |
5 |
46,5 |
7080 |
472 |
12,3 |
268 |
337 |
49,9 |
2,69 | |||
33 |
42,2 |
330 |
140 |
7 |
11,2 |
13 |
5 |
53,8 |
9840 |
597 |
13,5 |
339 |
419 |
59,9 |
2,79 | |||
36 |
48,6 |
360 |
145 |
7,5 |
12,3 |
14 |
6 |
61,9 |
13 380 |
743 |
14,7 |
423 |
516 |
71,1 |
2,89 | |||
40 |
57 |
400 |
155 |
8,3 |
13 |
15 |
6 |
72,6 |
19 062 |
953 |
16,2 |
545 |
667 |
86,1 |
3,03 | |||
45 |
66,5 |
450 |
160 |
9 |
14,2 |
16 |
7 |
84,7 |
27 696 |
1231 |
18,1 |
708 |
808 |
101 |
3,09 | |||
50 |
78,5 |
500 |
170 |
10 |
15,2 |
17 |
7 |
100 |
39 727 |
1589 |
19,9 |
919 |
1043 |
123 |
3,23 | |||
55 |
92,6 |
550 |
180 |
11 |
16,5 |
18 |
7 |
118 |
55 962 |
2035 |
21,8 |
1181 |
1356 |
151 |
3,39 | |||
60 |
100 |
600 |
190 |
12 |
17,8 |
20 |
8 |
138 |
76 806 |
2560 |
23,6 |
1491 |
1725 |
182 |
3,54 |
Двутавры горячекатаные с
|
h – высота двутавра; |
J – момент инерции; | |||||||||||||||
b – ширина полки; |
W – момент сопротивления; | ||||||||||||||||
d – толщина стенки; |
S – статический момент площади | ||||||||||||||||
t – толщина полки; |
полусечения; | ||||||||||||||||
R – радиус сопряжения; |
i – радиус инерции | ||||||||||||||||
Номер профиля |
Линейная плотность
|
Размеры
|
Площадь сечения |
Геометрические характеристики относительно осей | |||||||||||||
x |
y | ||||||||||||||||
ρl |
h |
b |
d |
t |
R |
A |
Jx |
Wx |
ix |
Sx |
Jy |
Wy |
iy | ||||
кг/м |
мм |
см2 |
см4 |
см3 |
см |
см3 |
см4 |
см3 |
см | ||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 | |||
10Б1 |
8,1 |
100 |
55 |
4,1 |
5,7 |
7 |
10,32 |
171 |
34,2 |
4,07 |
19,7 |
15,9 |
5,8 |
1,24 | |||
12Б1 12Б2 |
8,7 10,4 |
117,6 120 |
64 64 |
3,8 4,4 |
5,1 6,3 |
7 |
11,03 13,21 |
257 318 |
43,8 53 |
4,83 4,9 |
24,9 30,4 |
22,4 27,7 |
7 8,6 |
1,42 1,45 | |||
14Б1 14Б2 |
10,5 12,9 |
137,4 140 |
73 73 |
3,8 4,7 |
5,6 6,9 |
7 |
13,39 16,43 |
435 541 |
63,3 77,3 |
5,7 5,74 |
35,8 44,2 |
36,4 44,9 |
10 12,3 |
1,65 1,65 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16Б1 16Б2 |
12,7 15,8 |
157 160 |
82 82 |
4 5 |
5,9 7,4 |
9 |
16,18 20,09 |
689 869 |
87,8 108,7 |
6,53 6,58 |
49,5 61,9 |
54,4 68,3 |
13,3 16,6 |
1,83 1,84 |
18Б1 18Б2 |
15,4 18,8 |
177 180 |
91 91 |
4,3 5,3
|
6,5 8 |
9 |
19,58 23,95 |
1063 1317 |
120,1 146,3 |
7,37 7,41 |
67,7 83,2 |
81,9 100,8 |
18 22,2 |
2,04 2,05 |
20Б1 |
22,4 |
200 |
100 |
5,6 |
8,5 |
12 |
28,49 |
1943 |
194,3 |
8,26 |
110,3 |
142,3 |
28,5 |
2,23 |
23Б1 |
25,8 |
230 |
110 |
5,6 |
9 |
12 |
32,91 |
2996 |
260,5 |
9,54 |
147,2 |
200,3 |
36,4 |
2,47 |
26Б1 26Б2 |
28 31,2 |
258 261 |
120 120 |
5,8 6 |
8,5 10 |
12 |
35,62 39,7 |
4024 4654 |
312 356,6 |
10,63 10,83 |
176,6 201,5 |
245,6 288,8 |
40,9 48,1 |
2,63 2,7 |
30Б1 30Б2 |
32,9 36,6 |
296 299 |
140 140 |
5,8 6 |
8,5 10 |
15 |
41,92 46,67 |
6328 7293 |
427 487,8 |
12,29 12,5 |
240 273,8 |
390 458,6 |
55,7 65,5 |
3,05 3,13 |
35Б1 35Б2 |
38,9 43,3 |
346 349 |
155 155 |
6,2 6,5 |
8,5 10 |
18 |
49,53 55,17 |
10 060 11 550 |
581,7 662,2 |
14,25 14,47 |
328,6 373 |
529,6 622,9 |
68,3 80,4 |
3,27 3,36 |
40Б1 40Б2 |
48,1 54,7 |
392 396 |
165 165 |
7 7,5 |
9,5 11,5 |
21 |
61,25 69,72 |
15 750 18 530 |
803,6 935,7 |
16,03 16,3 |
456 529,7 |
714,9 865 |
86,7 104,8 |
3,42 3,52 |
45Б1 45Б2 |
59,8 67,5 |
443 447 |
180 180 |
7,8 8,4 |
11 13 |
21 |
76,23 85,96 |
24 940 28 870 |
1125,8 1291,9 |
18,09 18,32 |
639,5 732,9 |
1073,7 1269 |
119,3 141 |
3,75 3,84 |
50Б1 50Б2 |
73 80,7 |
492 496 |
200 200 |
8,8 9,2 |
12 14 |
21 |
92,98 102,8 |
37 160 42 390 |
1511 1709 |
19,99 20,3 |
860,4 970,2 |
1606 1873 |
160,6 187,3 |
4,16 4,27 |
55Б1 55Б2 |
89 97,9 |
543 547 |
220 220 |
9,5 10 |
13,5 15,5 |
24 |
113,37 124,75 |
55 680 62 790 |
2051 2296 |
22,16 22,43 |
1165 1302 |
2404 2760 |
218,6 250,9 |
4,61 4,7 |