Главная / Студентам / Вопросы к экзаменам по строительной механике

Вопросы к экзаменам по строительной механике

Типовые вопросы к 1 -му экзамену по строительной механике

  1. Классификация задач строительной механики (стержни, пластины, массивные тела, статические, динамические и т.д.). Основные гипотезы линейной строительной механики стержневых систем.
  2. Классификация плоских стержневых систем (рамы, фермы, балки, рамы) и основная задача их расчета с точки зрения строительной механики.
  3. Виды опорных закреплений плоских стержневых систем. Шарниры. Кратность шарниров.
  4. Деление стержневых систем на статически определимые и статически неопределимые. Свойства статически определимых и статически неопределимых систем.
  5. Геометрически неизменяемые и геометрически изменяемые стержневые системы.
  6. Система уравнений равновесия для расчета статически определимых стержневых систем. Ее особенности в случае геометрической изменяемости системы.
  7. Фермы. Их классификация. Усилия в стержнях ферм. Необходимое условие статической определимости и геометрической неизменяемости фермы.
  8. Проверка геометрической неизменяемости ферм путем структурного анализа и статическим методом.
  9. Способы определения усилий в стержнях ферм, построенные на основе использования уравнений равновесия: вырезания узлов, сечений и комбинированный.
  10. 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.
  11. Линии влияния. Их использование при выполнении расчетов на подвижную и неподвижную нагрузки. Определение наиневыгоднешего положения нагрузки. Понятие о матрицах влияния.
  12. Внутренние усилия в стержнях рам и балок. Правила построения и свойства эпюр изгибающего момента, перерезывающего и продольного усилий.
  13. Многопролетные статически определимые балки. Условие их статической определимости. Этажная схема, определение внутренних усилий в сечениях балки.
  14. Трехшарнирные арки. Сопоставление внутренних усилий в трехшарнирной арке и простой балке. преимущества и недостатки арочных конструкций по сравнению с балочными.
  15. Определение внутренних усилий в сечениях трехшарнирных арок. особенности статической работы и расчета статически определимой арки с затяжкой.
  16. Арки рационального очертания. Примеры подбора очертания арки по заданным виду нагрузки и стреле арки.
  17. Определение внутренних усилий в стержнях сложных статически определимых рам. Способы контроля правильности построенных эпюр внутренних усилий.
  18. Потенциальная энергия деформации. Понятие обобщенного перемещения. Теорема Лагранжа. Теорема Кастильяно.
  19. Работа внутренних и внешних сил на обобщенных перемещениях. Теорема взаимности работ. Теорема взаимности перемещений.
  20. Формула Максвелла-Мора для определения перемещений в стержневых системах. Возможные упрощения формулы Максвелла-Мора в случае расчета рам, ферм, балок.
  21. Способы интегрирования при расчетах по формуле Максвелла-Мора:аналитический, численный (по формуле Симпсона), графоаналитический (правило Верещагина).
  22. Ход расчета при решении задачи об определении перемещений в стержневой системе.
  23. Степень статической неопределимости. Метод сил. Основная система метода сил. Лишние неизвестные. Условия эквивалентности исходной задачи и основной системы.
  24. Вспомогательные состояния в методе сил. Формирование системы разрешающих уравнений метода сил и определение ее коэффициентов. Проверки в методе сил.
  25. Рациональный выбор основной системы и вспомогательных состояний в методе сил. Обусловленность системы разрешающих уравнений метода сил.
  26. Деформационная проверка, ее объяснение. Определение перемещений в статически неопределимых стержневых системах.
  27. Учет симметрии и обратной симметрии стержневой системы при ее расчете методом сил.

 

Типовые вопросы ко 2 -му экзамену по строительной механике

  1. Определение перемещений в стержневых системах при температурных воздействиях.
  2. Расчет стержневых систем на температурные воздействия. Особенности работы статически определимых и статически неопределимых систем при температурных воздействиях.
  3. Определение перемещений и внутренних усилий в стержневых системах при неравномерной осадке опор. Особенности работы статически определимых и неопределимых систем при неравномерной осадке опор.
  4. Многопролетные неразрезные балки. Основная система Клапейрона. Формула трех моментов. Метод прогонки для решения системы разрешающих уравнений метода сил в этом случае.
  5. Случай загружения одного пролета в многопролетной неразрезной балке. Характерный вид эпюр для этого случая. Фокусные точки и фокусные отношения.
  6. Расчет неразрезной балки на действие подвижной нагрузки. Построение огибающих эпюр в неразрезной балке. Линии влияния изгибающего момента в неразрезных балках.
  7. Неразрезная балка на упруго оседающих опорах. Коэффициенты жесткости и податливости опор.
  8. Определение коэффициентов системы разрешающих уравнений метода сил для балки на упруго оседающих опорах.
  9. Расчет 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.
  10. 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.
  11. Расчет двухшарнирных и трехшарнирных арок методом сил.
  12. Расчет кольцевых систем методом сил. Котельная формула.
  13. Метод перемещений. Степень кинематической неопределимости. Основная система метода перемещений. Лишние неизвестные. Условие эквивалентности исходной задачи и основной системы.
  14. Вспомогательные состояния в методе перемещений. Формирование системы разрешающих уравнений метода перемещений и определение ее коэффициентов. Проверки в методе перемещений.
  15. Учет наличия бесконечно жестких стержней в рамах при их расчете методом перемещений. Учет симметрии и обратной симметрии при расчете стержневых систем методом перемещений.
  16. Учет наличия наклонных стержней в раме и упруго оседающих опор при использовании метода перемещений. Расчет неразрезных балок методом перемещений.
  17. 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.
  18. Конечные элементы, их типы. Степени свободы конечного элемента. Конечно-элементная расчетная схема. Приведение нагрузки на систему к узловой.
  19. Матрица жесткости конечного элемента. Ее структура. Связь между перемещениями узлов элемента и усилиями, действующими на них.
  20. Преобразование матрицы жесткости конечного элемента при повороте координатных осей.
  21. Матрица жесткости системы конечных элементов. Ее структура. Связь между перемещениями узлов конечно-элементной схемы и усилиями, действующими на них.
  22. Векторы перемещений и усилий, действующих на элемент. Векторы перемещений и усилий, действующих и на систему элементов, их структура и связь между собой.
  23. Соединение конечных элементов. Условие равновесия узлов в конечно-элементной схеме.
  24. Формирование системы разрешающих уравнений метода конечных элементов.
  25. Формирование глобальной матрицы жесткости конечно-элементной схемы из матриц жесткости конечных элементов.
  26. 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.
  27. Учет связей и заданных узловых перемещений в системе разрешающих уравнений метода конечных элементов.
  28. 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.