Шпаргалка по "Сооружению зданий"

1)Что является предметом изучения  динамики сооружений?

Динамика сооружений - это один из специальных разделов строительной механики, посвященный методам расчета сооружений на динамические нагрузки.

2)Какие нагрузки называются  динамическими? Динамические нагрузки по своей природе весьма разнообразны. К такого рода воздействиям относятся природные явления, т.е. сейсмические толчки, ветровые порывы, а также различные динамические воздействия технологического или аварийного происхождения: движение неуравновешенных частей машин и механизмов; падение летящего тела при соударение его с элементами конструкций; работа копров, молотов и других ударных механизмов; движение поездов, кранов и т.д.

 

3)Какие нагрузки называются  статическими?

Особенностью динамических нагрузок является то, что при их действии сооружение переходит в  состояние движения, причем при периодическом  повторении динамических воздействий  в определенных условиях происходит накопление энергии системы, выражающееся в постепенном увеличении амплитуды колебаний.

Это явление, называемое резонансом, особенно опасно для сооружения тем, что разрушение может произойти и при воздействиях с малой интенсивностью.

 

 

4)Виды динамической нагрузки, перечислить

1. Неподвижная периодическая нагрузка 

2. Кратковременная нагрузка 

3. Ударная нагрузка 

4. Подвижная нагрузка 

5. Сейсмическая нагрузка 

К динамическим относятся  нагрузки, которые меняют величину а так же расположение в короткий промежуток времени. Из всего многообразия динамических нагрузок, действующих  на сооружения, можно выделить следующие  основные виды:

силы инерции движущихся частей машин с неподвижными станинами, являющихся основным источником колебаний  несущих конструкций, фундаментов  и площадок под машины. Такая нагрузка возникает в результате работы механизмов с неуравновешенными массами (ткацкие  и токарные станки, типографские машины, различные двигатели, вентиляторы, компрессоры, грохоты и другое стационарно  установленное оборудование);

удары падающих частей силовых  установок (молотов, копров), вызывающих колебания поддерживающих фундаментные блоки цена которых доступна для рядовых строительных компаний, частей грунта и соседних сооружений;

силы, возникающие при  перемещении подвижных нагрузок (движение кранов, транспорта) и вызывающие колебания подкрановых балок, каркасов и стен промышленных зданий;

динамическая  составляющая ветровой нагрузки, вызванная  пульсацией скоростного напора, приводящая к колебаниям гибких высотных сооружений (дымовых труб, башен, мачт, опор линий  электропередач, высотных здани й); пульсации давления в потоке жидкости или газов по трубам или камерам, вызывающие колебания напорных трубопроводов, аэродинамических труб, каркасов котлоагрегатов и т.п.;

сейсмические силы, вызывающие колебания почвы, передающиеся на большие  расстояния и воздействующие на все  сооружения;

воздушные ударные волны, возникающие при взрывах.

Согласно общим законам  изменения динамических нагрузок во времени их можно разделить на многократные и однократные.

 

 

5)Чем характеризуется неподвижная  динамическая нагрузка?

Неподвижная периодическая  нагрузка расположена на определенном месте сооружения и характерна тем, что диаграмма её зависит от времени  и она многократно повторяется  через периоды. Периодическая нагрузка может быть как прерывной так  и непрерывной. Изменяющиеся непрерывно по правилам sin и cos называется вибрационной или гармонической. В частности вибрационная нагрузка создается механизмами с неуравновешенными массами вращающихся частей.

6)вибрационная или гармоническая  нагрузка

Гармоническим колебанием называется такое периодическое изменение величины, которое может быть описано синусоидальным или косинусоидальным законом

Положительная величина А называется амплитудой гармонического колебания,    -фазой гармонического колебания, - начальной фазой, - круговой частотой колебаний

7) Кратковременная нагрузка

Она характерна мгновенным развитием  и быстрым затуханием,ипульсом

8) Чем характеризуется ударная  нагрузка?

Ударная нагрузка характеризуется  резким изменением скорости ударяемого предмета. Ударную нагрузку обычно создают падающие тела, всевозможные копры, молоты и т.д.

9) Что представляет собой подвижная  нагрузка?

Это нагрузка постоянного  или переменного значения меняющая свое положение на сооружении(поезда, автомобили, мостовые краны и т.д.)

10) Что представляет собой сейсмическая  нагрузка?

Сейсмическая нагрузка это  беспорядочное движение почвы, толчки удары и т.д.

 

11) Сущность динамического расчета  сооружений

Динамический расчет сооружений состоит в определении внутренних усилий и перемещений от динамических нагрузок, значение и характер действия которых известны, или в проверке системы на резонанс при периодически повторяющейся нагрузке определенной частоты.

 

12) Что играет существенную роль  при динамических нагрузках?

Динамические нагрузки по характеру действия на сооружение значительно  сложнее статической. В расчете динамические наряду с величиной существенную роль играет характер нагрузки.

 

13)В чем отстает динамика сооружений  от статики сооружений?

Динамика сооружений значительно  сложнее статики и отстает  в последней в разработке и  совершенстве прикладных примеров расчета. Действие статических нагрузок определяют их величиной.

 

14)какие существуют методы решения  задач динамики сооружений?

1)кинематический  метод, суть которого заключается в том, что конструкции в каждый момент времени рассматривается в равновесии под действием заданных динамических нагрузок и сил инерции всех ее масс. Метод динамического равновесия сил

2)ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОСНОВАН НА ИССЛЕДОВАНИИ ПОЛНОЙ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ СИСТЕМЫ С УЧЕТОМ ИНЕРЦИОННЫХ СИЛ

 15)в чем суть кинетостатического метода решения задач?

Кинетостатический расчет механизмов дает возможность определить реакции в кинематических парах, уравновешивающий момент или уравновешивающую силу на ведущем звене и усилия, действующие на отдельные звенья механизма. Эти усилия необходимы при  расчете звеньев на прочность  и определении рациональных конструктивных форм их. будем вести расчет без  учета сил трения).Таким образом, Кинетостатический расчет механизмов сводится к расчету отдельных  групп Асура. Наиболее удобным методом  силового расчета механизмов является метод планов сил. При силовом  расчете механизм расчленяется на отдельные  группы; при этом необходимо придерживаться общеизвестного из статики сооружений положения об установлении порядка  расчета, который будет обратным порядку кинематического исследования, т.е, силовой расчет начинается с  группы, присоединенной последней в  процессе образования механизма, и  заканчивается расчетом звена начального механизма. Рассмотрим на примере двухпроводковой  группы с тремя шарнирами два  способа силового расчета, основанные на методе планов сил. Рассмотрим примеры  применения методов силового расчета.

Кинетостатический расчет механизма состоит в определении  усилий, действующих на отдельные  звенья и пары механизма. Последовательность кинетостатического расчета определяется структурой механизма, характеризуемой порядком расчленения механизма на отдельные группы, начиная от ведущего звена.

Звено, к которому приложена  уравновешивающая сила Ру, при силовом расчете будем считать начальным звеном механизма, Реакция в начальном вращательном механизме зависит от способа передачи энергии начальному звену источником энергии.

При исследовании механизмов двигателей кривошип условно принимают  за начальное звено, Кинетостатический  расчет этого звена зависит от способа передачи энергии кривошипом рабочему звену.

При рассмотрении кинетостатического расчета механизмов предполагалось, что трения. Полный учет сил трения в механизмах усложняет все силовые  расчеты и графические построения. Поэтому на практике часто пользуются приближенным методом, по которому первый расчет делается Найдя давления в  шарнирах и задаваясь величиной  коэффициента трения, определяют соответствующие  силы трения в шарнирах, после чего весь расчет повторяют снова, вводя  найденные силы трения в число  внешних сил, приложенных к рассматриваемым  звеньям.

 

 

 

16)в чем суть энергетического  метода решения задач?

 

17)формулы для определения инерционных  сил по направлению координатных  осей

Положим, что  упругая система с несколькими  массами совершает гармонические колебания

                                                    (1.12)

где i - номер массы.

При движении масс будут возникать силы инерции, которые определяются выражением (1.3)

                                                         (1.13)

Продифференцируем функцию прогибов (1.12) дважды по времени  и полученное выражение подставим  в (1.13), в результате получим

                                                 (1.14)

Сравнивая (1.14) и (1.12), убеждаемся, что силы инерции масс изменяются по тому же закону, что и перемещения  масс, следовательно, при максимальном отклонении системы от положения статического равновесия силы инерции будут максимальными

                                                       

18) формулы для определения инерционных моментов по направлению координатных осей

 

Рассмотрим систему, состоящую из п материальных точек. Выделим какую-нибудь точку системы с массой . Обозначим равнодействующую всех приложенных к точке внешних сил (и активных и реакций связей) через , а равнодействующую всех внутренних сил - через . Если точка имеет при этом ускорение , то по основному закону динамики

.

Аналогичный результат получим  для любой точки. Следовательно, для всей системы будет:

 

 

19)условное равновесие в обобщенных  силах для систем с n степенями свободы

 

 

 

20)как определяются обобщенные  силы заданных сил

 

 

 

21) как определяются обобщенные силы инерции масс

 

 

 

24)как определяется кинетическая  энергия системы при поступательных  перемещениях масс

 

 

 

26)причина свободных колебаний  системы около устойчивого положения  равновесия

 

27)что происходит с энергией  системы при свободных колебаниях?    

Потенциальная энергия переходит  в кинетическую

28)к чему приводят различного  рода сопротивления на процесс  колебания системы?

сопротивления движению динамической системы возникают от различных внешних и внутренних причин: сопротивление внешней среды, трения в местах соединения элементов и на опорах, внутреннего неупругого сопротивления материалов и так далее. Энергия системы расходуется на преодоление этих сопротивлений, колебания постепенно или быстро затухают

29)какие колебания системы называются  собственными?

Если все  массы системы совершают колебания  по одной форме и с одной  частотой, то такие колебания называются собственными колебаниями системы. Таким образом, система с двумя степенями свободы имеет две формы собственных колебаний и две частоты собственных колебаний, причем в общем случае . В зависимости от начальных импульсов, от которых происходят свободные колебания, система может совершать колебания либо по первой форме, либо по второй, либо по обеим одновременно. Наложение собственных колебаний системы образуют свободные колебания. И наоборот, свободные колебания любой системы могут быть разложены на собственные колебания, перемещения точек системы при свободных колебаниях могут быть представлены в виде форм собственных колебаний.

Частоты собственных  колебаний не зависят от начальных  условий задачи, не зависят от амплитуд колебаний и возникающих сил инерции. Они зависят только от физических и геометрических параметров самой системы, то есть являются характеристиками собственных свойств системы.

 

 

30)что вызывает вынужденное движение  системы?

Вынужденные колебания совершаются под влиянием непрерывно действующих внешних силовых или кинематических возмущений. При этом действующие силы называются возмущающими.

Периодическая возмущающая  нагрузка возникает при работе различных механизмов с неуравновешенными движущимися или вращающимися частями (например, роторов электромоторов, валов, вентиляторов, компрессоров). Возмущающую нагрузку, возникающую при работе механизмов, в технике называют вибрационной, а колебания, возникающие в сооружении при действии вибрационной нагрузки, называют вибрацией.

31)что называется динамическим  коэффициентом какой либо величины?

Динамическим  коэффициентом называют отношение  амплитуды вынужденных колебаний упругой системы к перемещению той же точки системы от действия максимальной возмущающей силы, приложенной статически,

Динамический  коэффициент гармонической нагрузки показывает, во сколько раз ее динамическое действие превышает статическое действие.

Без учета  сил сопротивления амплитуда  колебаний определяется по формуле (3.7)

 

32)что понимается под свободой  систем?

Системы в динамике сооружений разделяются по числу степеней свободы. Под свободой систем понимают возможность  перемещений, расположенных на них  масс вследствие или недостающих  в системе связей или деформаций элементов системы, или того и  другого.

 

33)что называется числом степеней  свободы системы?