Студентам / Вопросы к экзаменам по строительной механике
Типовые воросы к 1 -му экзамену по строительной механике
- Классификация задач строительной механики (стержни, пластины, массивные тела, статические, динамические и т.д.). Основные гипотезы линейной строительной механики стержневых систем.
- Классификация плоских стержневых систем (рамы, фермы, балки, рамы) и основная задача их расчета с точки зрения строительной механики.
- Виды опорных закреплений плоских стержневых систем. Шарниры. Кратность шарниров.
- Деление стержневых систем на статически определимые и статически неопределимые. Свойства статически определимых и статически неопределимых систем.
- Геометрически неизменяемые и геометрически изменяемые стержневые системы.
- Система уравнений равновесия для расчета статически определимых стержневых систем. Ее особенности в случае геометрической изменяемости системы.
- Фермы. Их классификация. Усилия в стержнях ферм. Необходимое условие статической определимости и геометрической неизменяемости фермы.
- Проверка геометрической неизменяемости ферм путем структурного анализа и статическим методом.
- Способы определения усилий в стержнях ферм, построенные на основе использования уравнений равновесия: вырезания узлов, сечений и комбинированный.
- Признаки наличия в ферме явно нулевых стержней, их объяснение. Применение способа сечений для определения усилий в стержнях простейших фермы в случаях, когда используется моментная точка, и когда она находится в бесконечности.
- Линии влияния. Их использование при выполнении расчетов на подвижную и неподвижную нагрузки. Определение наиневыгоднешего положения нагрузки. Понятие о матрицах влияния.
- Внутренние усилия в стержнях рам и балок. Правила построения и свойства эпюр изгибающего момента, перерезывающего и продольного усилий.
- Многопролетные статически определимые балки. Условие их статической определимости. Этажная схема, определение внутренних усилий в сечениях балки.
- Трехшарнирные арки. Сопоставление внутренних усилий в трехшарнирной арке и простой балке. преимущества и недостатки арочных конструкций по сравнению с балочными.
- Определение внутренних усилий в сечениях трехшарнирных арок. особенности статической работы и расчета статически определимой арки с затяжкой.
- Арки рационального очертания. Примеры подбора очертания арки по заданным виду нагрузки и стреле арки.
- Определение внутренних усилий в стержнях сложных статически определимых рам. Способы контроля правильности построенных эпюр внутренних усилий.
- Потенциальная энергия деформации. Понятие обобщенного перемещения. Теорема Лагранжа. Теорема Кастильяно.
- Работа внутренних и внешних сил на обобщенных перемещениях. Теорема взаимности работ. Теорема взаимности перемещений.
- Формула Максвелла-Мора для определения перемещений в стержневых системах. Возможные упрощения формулы Максвелла-Мора в случае расчета рам, ферм, балок.
- Способы интегрирования при расчетах по формуле Максвелла-Мора:аналитический, численный (по формуле Симпсона), графоаналитичекий (правило Верещагина).
- Ход расчета при решении задачи об определении перемещений в стержневой системе.
- Степень статической неопределимости. Метод сил. Основная система метода сил. Лишние неизвестные. Условия эквивалентности исходной задачи и основной системы.
- Вспомогательные состояния в методе сил. Формирование системы разрешающих уравнений метода сил и определение ее коэффициентов. Проверки в методе сил.
- Рациональный выбор основной системы и вспомогательных состояний в методе сил. Обусловленность системы разрешающих уравнений метода сил.
- Деформационная проверка, ее объяснение. Определение перемещений в статически неопределимых стержневых системах.
- Учет симметрии и обратной симметрии стержневой системы при ее расчете методом сил.
Типовые воросы ко 2 -му экзамену по строительной механике
- Определение перемещений в стержневых системах при температурных воздействиях.
- Расчет стержневых систем на температурные воздействия. Особенности работы статически определимых и статически неопределимых систем при температурных воздействиях.
- Определение перемещений и внутренних усилий в стержневых системах при неравномерной осадке опор. Особенности работы статически определимых и неопределимых систем при неравномерной осадке опор.
- Многопролетные неразрезные балки. Основная система Клапейрона. Формула трех моментов. Метод прогонки для решения системы разрешающих уравнений метода сил в этом случае.
- Случай загружения одного пролета в многопролетной неразрезной балке. Характерный вид эпюр для этого случая. Фокусные точки и фокусные отношения.
- Расчет неразрезной балки на действие подвижной нагрузки. Построение огибающих эпюр в неразрезной балке. Линии влияния изгибающего момента в неразрезных балках.
- Неразрезная балка на упруго оседающих опорах. Коэффициенты жесткости и податливости опор. Определение коэффициентов системы разрешающих уравнений метода сил для балки на упруго оседающих опорах.
- Расчт неразрезной балки на упруго оседающих опорах методом сил. Особенности системы разрешающих уравнений метода сил в этом случае. Влияние жесткости опор балки на вид эпюр изгибающего момента.
- Балка на винклеровском основании. Коэффициент постели. Достоинства и недостатки модели Винклера. Дифференциальное уравнение изгиба балки на винклеровском основании.
- Приближенный расчет балки на винклеровском основании сил путем замены сплошного основания дискретными опорами. Влияние величины коэффициента постели на перемещения и распределение внутренних усилий в балке на винклеровском основании.
- Расчет двухшарнирных и трехшарнирных арок методом сил.
- Расчет кольцевых систем методом сил. Котельная формула.
- Метод перемещений. Степень кинематической неопределимости. Основная система метода перемещений. Лишние неизвестные. Условие эквивалентности исходной задачи и основной системы.
- Вспомогательные состояния в методе перемещений. Формирование системы разрешающих уравнений метода перемещений и определение ее коэффициентов. Проверки в методе перемещений.
- Учет наличия бесконечно жестких стержней в рамах при их расчете методом перемещений. Учет симметрии и обратной симметрии при расчете стержневых систем методом перемещений.
- Учет наличия наклонных стержней в раме и упруго оседающих опор при использовании метода перемещений. Расчет неразрезных балок методом перемещений.
- Смешанный метод. Система разрешающих уравнений смешанного метода. Комбинированный метод.
- Недостатки классических методов строительной механики с точки зрения автоматизации расчетов на ЭВМ. Сопоставление метода перемещений в классической и конечно-элементной формах.
- Конечные элементы, их типы. Степени свободы конечного элемента. Конечно-элементная расчетная схема. Приведение нагрузки на систему к узловой.
- Матрица жесткости конечного элемента. Ее структура. Связь между перемещениями узлов элемента и усилиями, действующими на них.
- Преобразование матрицы жесткости конечного элемента при повороте координатных осей.
- Матрица жесткости системы конечных элементов. Ее структура. Связь между перемещениями узлов конечно-элементной схемы и усилиями, действующими на них.
- Векторы перемещений и усилий, действующих на элемент. Векторы перемещений и усилий, действующих и на систему элементов, их структура и связь между собой.
- Соединение конечных элементов. Условие равновесия узлов в конечно-элементной схеме. Формирование системы разрешающих уравнений метода конечных элементов.
- Формирование глобальной матрицы жесткости конечно-элементной схемы из матриц жесткости конечных элементов.
- Определение внутренних усилий в стержневых конечных элементах после нахождения узловых перемещений в конечно-элементной схеме. Учет направленности осей местной системы координат конечного элемента по отношении к глобальной системе осей координат конечно-элементной схемы.
- Учет связей и заданных узловых перемещний в системе разрешающих уравнений метода конечных элементов.
- Общая процедура расчета стержневых систем методом конечных элементов в форме метода перемещений. Реализация алгоритма МКЭ в современных программных комплексах. Препроцессор, процессор, постпроцессор, библиотеки конечных элементов.
 |
Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет |
| КАФЕДРА СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ И ТЕОРИИ УПРУГОСТИ |
 |