И его связь с другими дисциплинами

Место курса в инженерном образовании

При проектировании и возведении каждого сооружения нужно стремиться к тому, чтобы оно возможно лучше соответствовало своему назначению, т.е. было удобно для использования, построено прочно, экономно и

красиво.

Сопротивление материалов - это эксперементально-теоретическая наука, которая базируется на основных положениях теоретической механики, но учитывает физические свойства материалов. В этой дисциплине освещаются широко доступные методы расчета элемен-

тов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость.

Статика сооружений или строительная механика изучает действие сил на целые системы, состоящие из брусьев и стержней, и дает основы их расчета на прочность, жесткость и устойчивость.

Расчеты на прочность связаны с определением размеров элементов конструкции, при которых она выдерживает внешнюю нагрузку без опасности разрушения.

Расчеты на жесткость служат для определения (или проверки) таких элементов конструкций, при которых упругие перемещения, возникающие при действии на конструкцию эксплуатационных нагрузок, не превышают

допустимых перемещений.

Расчеты на устойчивость служат для определения (или проверки) таких размеров элементов конструкций, при которых обеспечивается устойчивость исходной (заданной) формы их равновесие.

Расчетная схема сооружения – упрощенное изображение геометрической формы сооружения за счет схематизации его конструктивных элементов, их узловых соединений и опорных закреплений

Внешние силы (нагрузки) могут действовать на части машин и сооружений различно. К внешним силам, действующим на брус, относят и опорные реакции.

Внешние нагрузки подразделяются:

1)постоянные,2)временные.

Постоянные нагрузки:1)собственный вес,2)давление грунтов,3)воздействие предварительного напряжения.

Временные нагрузки:1)кратковременные(климатические воздействия),2)длительного воздействия(вес оборудования, перегородок, сыпучих материалов)

Внешние нагрузки:1)объемные,2)поверхностные, 3)линейные или погонные(равномерно и неравномерно распределенные).

По характеру изменения во времени различают:

– статические нагрузки, нарастающие медленно и плавно от нуля до своего конечного значения, а затем остающиеся постоянными;

– динамические нагрузки, величина, направление или место приложения которых может изменяться во времени. К ним относятся ударная нагрузка, время действия которой исчисляется долями секунды, периодическая нагрузка; силы инерции, возникающие при колебании.

Силы, действующие на брус, могут вызывать в нем виды напряженного состояния:

– растяжение или сжатие;– сдвиг;– изгиб;– кручение.

Растяжение или сжатие возникает в том случае, когда силы направлены по оси прямого бруса. В зависимости от направления они вызывают в брусе либо растяжение, либо сжатие (рис. 1.3, а). При растяжении брус удлиняется, при сжатии укорачивается, но ось его остается прямой.

Сдвиг возникает в том случае,когда силы, приложенные к брусу, стремятся сдвинуть одну часть бруса относительно другой его части. Нарис. 1.3, б показана заклепка, которая

под действием сил может срезаться,при этом верхняя часть сдвинется относительно нижней.

Изгиб. Наиболее часто встречается тот случай изгиба, когда силы,действующие на опертый или соответственным образом закрепленный брус, лежат в плоскости, проходящей

через ось бруса, и направлены перпендикулярно к оси бруса.

При изгибе ось бруса искривляется.

Кручение возникает в том случае,когда на брус действует пара сил, лежащих в плоскостях, перпендикулярных к оси бруса.

Часто в брусе возникают одновременно несколько основных видов воздействия сил. Встречаются такие случаи:

– косой изгиб (изгиб одновременно в двух плоскостях симметрии сечения). Например, брус прямоугольного сечения может изгибаться одновременно в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

– изгиб одновременно с растяжением или сжатием;

– внецентренное растяжение или сжатие, когда сила, действующая на стержень, параллельна его оси, но приложена не в центре тяжести сечения, а смещена от него

– кручение с изгибом, например, тяжелый вал машины

скручивается силами и, кроме того, изгибается под действием собственного веса, натяжения ремней и веса шкивов, надетых на вал.

- продольный изгиб. Если длинный тонкий

стержень сжимается силой, направленной по его оси, то при некоторой величине силы такой стержень

может выпучиваться в сторону – изгибаться

- продольный изгиб – это изгиб стержня под действием продольной сжимающей силы,направленной по оси.

Внутренние силы, напряжения и внутренние усилия:

Под действием внешних сил в брусе возникают внутренние силы,т.е. силы взаимодействия между отдельными частицами бруса. Закон распределения внутренних усилий неизвестен. Они не являются сосредоточенными, а распределены по всему сечению.

В сопротивлении материалов вводится допущение, что начальные внутренние усилия в материале отсутствуют.