Материал: 686
е р и я в н у т р и в у з о в с к и х СибАДИм е т о д и ч е с к и х у к а з а н и й С и б А Д И
Мин стерство науки высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
« ибирск й государственный автомо ильно-дорожный университет (СибАДИ)» Кафедра «Строительные конструкции»
С.А. Макеев, . . лександров
ДИНАМИКА УСТОЙЧИВОСТЬ В РАСЧЕТ Х НЕСУЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Методические указания для лабораторных работ
Омск ▪ 2019
УДК 624.011.1:624.011.78
ББК 38.55:38.56 М15
Согласно 436-ФЗ от 29.12-2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензент
канд. техн. наук, доц. О.В. Демиденко (СибАДИ)
СибАДИРабота утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве
методическ х указан й.
Макеев, Сергей Александрович.
М15 Д нам ка устойч вость в расчетах несущих строительных конструкций
[Электронный ресурс] : методические указания для лабораторных работ / С.А. Макеев, А.А. Александров. – (Сер я внутривузовских методических указаний СибАДИ). –
Электрон. дан. – Омск : С АДИ, 2019. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/
irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.
Содержат задан я порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине «Динамика и устойчивость в расчетах несущих строительных конструкций». Способствуют более глубокому усвоению основных теоретических положений курса и развитию навыков расчета строительных конструкций на прочность и жесткость.
Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.
Рекомендованы обучающимся всех форм обучения направления подготовки магистратуры «Строительство» магистерской программы «Теория и проектирование зданий сооружений».
Подготовлены на кафедре «Строительные конструкции».
Текстовое (символьное) издание (317 КБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Техническая подготовка В.С. Черкашина
Издание первое. Дата подписания к использованию 21.02.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5
РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019
Лабораторнаяработа№ 1.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ОСВОЕНИЕ МЕТОДА ЭЙЛЕРА ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ УСТОЙЧИВОСТИ
Цель работы – Практическое освоение метода Эйлера при решении задач устойчивости с реализацией алгоритмов интегрирования в среде Excel.
Задание и исходные данные – разработать алгоритм интегрирования системы 4х дифференциальных уравнений НДС при продольно-поперечном изгибе элементов строительных конструкций (колонны, стойки) с применением схемы
|
|
Эйлера представлен я производной функции. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Провер |
ть устойч вость элемента постоянного сечения по таблице 1. |
|
||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
№ п/п |
Дл на |
эле- |
|
|
|
Верхняя опора |
Нижняя опора |
|
Продольная |
||||
|
|
|
мента, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нагрузка, тс |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
Двутавр № 20К |
|
Шарнирно- |
|
Жесткая |
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
Коро ка |
|
из |
Жесткая |
под- |
Шарнирно |
не- |
|
12 |
|
|
|
Сечение |
|
|
вижная |
|
подвижная |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
швеллеров № 20 |
|
|
|
|
||||
|
3 |
|
5 |
|
|
Сдвоенный |
дву- |
Жестка непод- |
Жесткая |
|
|
18 |
||
|
|
|
|
|
|
тавр № 20Б1 |
|
|
вижная |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
10 |
|
|
Тру а 219х8 |
|
|
Свободный |
ко- |
Шарнирно |
не- |
|
25 |
|
|
|
|
б |
нец |
|
подвижная |
|
|
|
||||
|
5 |
|
4 |
|
|
Квадратная тру а |
Шарнирно- |
|
Жесткая |
|
|
20 |
||
|
|
|
|
|
|
100х100х5 |
|
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
8 |
|
|
Двутавр № 20К |
|
Жесткая |
под- |
Шарнирно |
не- |
|
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вижная |
|
подвижная |
|
|
|
|
7 |
|
7 |
|
|
Коробка |
|
из |
Жестка непод- |
Жесткая |
|
|
26 |
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
швеллеров № 20 |
вижная |
|
|
|
|
|
||
|
8 |
|
10 |
|
|
Сдвоенный |
дву- |
Свободный |
ко- |
Шарнирно |
не- |
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
тавр № 20Б1 |
|
|
нец |
|
подвижная |
|
|
|
|
9 |
|
8 |
|
|
Труба 219х8 |
|
|
Шарнирно- |
|
Жесткая |
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
10 |
6 |
|
|
Квадратная труба |
Жесткая |
под- |
Шарнирно |
не- |
|
40 |
|||
|
|
|
|
|
|
100х100х5 |
|
Д |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вижная |
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
Порядок выполнения работы – алгоритм построения дифференциаль- |
||||||||||||
ных уравнений при различных режимах нагруженияИстроительных конструкций, перевод уравнений в конечно-разностный вид и алгоритм реализации процесса интегрирования по схеме Эйлера представлены в учебном пособии
«Статический расчет конструкций численными методами» http://bek.sibadi.org/fulltext/esd391.pdf.
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 1
1.Определение критической силы по Эйлеру;
2.Запишите формулу Эйлера определения критической силы;
3.Физический смысл коэффициента приведения длины μ;
3
4.Что такое первая, вторая форма потери устойчивости;
5.Как конструктив узлов закрепления концов стержня влияет на устойчивость;
6.Перечислить несколько схем и их коэффициенты μ;
7.Как гибкость влияет на устойчивость;
8.Как Эйлер понимал коэффициенты приведения длины μ;
9.Как в ЛИРА-САПР определяется критическая сила;
10.Как зависит ориентация сечения на устойчивость.
СЦель работы – получить навыки и умение моделировать работу сжатых |
|||||||||||
|
стержневых конструкц й в режиме продольно-поперечного изгиба в больших |
||||||||||
|
перемещен ях с |
сследованием посткритического поведения системы в упру- |
|||||||||
|
гой |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходные данные |
|
|
|
|
|
|
|||
|
области |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Размеры, состав стоек согласовать с преподавателем (таблица 2): |
|||||||||
|
|
|
б |
|
|
Таблица 2 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
№ п/п |
|
Длина |
|
Сечение |
|
Верхняя опора |
Нижняя опора |
Продольная |
|
|
|
|
|
элемента, |
|
|
|
|
|
|
нагрузка, тс |
|
|
|
|
м |
|
|
|
|
|
Жесткая |
|
|
|
1 |
|
2 |
|
Двутавр № 20К |
Шарнирно- |
Ркр÷1,2Ркр |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
Шарнирно не- |
|
|
|||
|
2 |
|
3 |
|
Коробка из Жесткая под- |
Ркр÷1,2Ркр |
|
||||
|
|
|
|
|
швеллеров |
№ |
вижная |
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
Жесткая |
|
|
|
3 |
|
5 |
|
Сдвоенный |
|
Жестка |
непод- |
Ркр÷1,2Ркр |
|
|
|
|
|
|
|
двутавр № 20Б1 |
вижная |
|
Шарнирно не- |
|
|
|
|
4 |
|
10 |
|
Труба 219х8 |
|
Свободный |
Ркр÷1,2Ркр |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
конец |
|
подвижная |
|
|
|
5 |
|
4 |
|
Квадратная |
|
Шарнирно- |
Жесткая |
Ркр÷1,2Ркр |
|
|
|
|
|
|
|
труба |
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100х100х5 |
|
|
|
Шарнирно не- |
|
|
|
6 |
|
8 |
|
Двутавр № 20К |
Жесткая |
под- |
Ркр÷1,2Ркр |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
вижная |
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
7 |
|
7 |
|
Коробка |
из |
Жестка |
непод- |
Жесткая |
Ркр÷1,2Ркр |
|
|
|
|
|
|
швеллеров |
№ |
вижная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
Шарнирно не- |
|
|
|
8 |
|
10 |
|
Сдвоенный |
|
Свободный |
Ркр÷1,2Ркр |
|
||
|
|
|
|
|
двутавр № 20Б1 |
конец |
|
подвижная |
|
|
|
|
9 |
|
8 |
|
Труба 219х8 |
|
Шарнирно- |
Жесткая |
Ркр÷1,2Ркр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подвижная |
Шарнирно не- |
|
|
|
|
10 |
|
6 |
|
Квадратная |
|
Жесткая |
под- |
Ркр÷1,2Ркр |
|
|
|
|
|
|
|
труба |
|
вижная |
|
подвижная |
|
|
|
|
|
|
|
100х100х5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
Лабораторнаяработа№ 2.
ЧИ ЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИИ СТЕРЖНЕЙ ПРИ НАГРУЗКАХ ПРЕВЫШАЮЩИХ КРИТИЧЕСКИЕ (EXCEL)
Порядок выполнения
Алгоритм расчета элементов строительных конструкций в режиме про- дольно-поперечный изгиб в табличном процессоре MS Excel представлены в
учебном |
пособии |
«Статический |
расчет |
конструк |
|
ций численными методами» |
|
|
|
||
http://bek.sibadi.org/fulltext/esd391.pdf. |
|
|
|||
С |
|
|
|
||
|
|
Контрольные вопросы к лабораторной работе № 2 |
|||
1. |
Кр т ческая с ла по Эйлеру, формы потери устойчивости; |
|
|||
при |
|
|
|
||
2. |
Уравнен я математической модели продольно-поперечного изгиба |
||||
|
стержня |
ольш х перемещениях; |
|
|
|
3. |
Технолог я перевода дифференциальной формы уравнений состояния в |
||||
|
конечно-разностный вид; |
|
|
|
|
4. |
б |
|
|
||
Построен е алгор тма интегрирования уравнений в среде Excel методом |
|||||
|
Эйлера; |
|
|
|
|
5. |
Гран чные услов я. |
|
|
|
|
6. |
Техн ка решения задач при переходе через Ркр; |
|
|||
7. |
|
САПР |
|
||
Как конструкт в узлов закрепления концов стержня влияет на устой- |
|||||
|
чивость; |
|
|
|
|
8. |
Перечислить несколько схем и их коэффициенты μ; |
|
|||
9. |
Как гибкость влияет на устойчивость; |
|
|
||
10.Как Эйлер понимал коэффициенты приведения длины μ;
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕДСОСТОЯНИЯ ПОТЕРИ УСТОЙЧ ВОСТИ
11. |
Как в ЛИРА- |
определяется критическая сила; |
12. |
Как зависит ориентация сечения на устойчивость. |
|
|
|
Лабораторнаяработа№ 3. |
|
|
И |
СТЕРЖНЕВЫХ СИСТЕМ (ЛИРА-САПР)
Цель работы – получить навыки и умение моделировать работу потери общей продольной устойчивости сжатых стержней в среде ПК Л РА-САПР.
5