کتاب استاتیک،مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها

کتاب استاتیک،مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها انتشارات نوآور جهت استفاده داوطلبان آزمون نظام مهندسی عمران نظارت_ محاسبات می‌باشد. با توجه به اینکه حل سوالات تحلیل سازه‌ها در آزمون نظام مهندسی نیازمند تسلط کافی بر استاتیک می‌باشد. لذا در این کتاب سعی شده است مفاهیم کلی و پایه‌ای استاتیک شرح داده شود تا داوطلبان از رجوع به کتب دیگر استاتیک بی نیاز باشند.

روند کتاب شرح و درس آزمون‌های نظام‌ مهندسی تحلیل سازه‌ها به این صورت است که پس از توضیح و آموزش هر روش تحلیل سازه، با طرح مثال‌های ساده مراحل تحلیل پیاده‌سازی شده است. و در انتهای هر فصل نیز سوالات غیر تکراری از آزمون سال‌های اخیر نظام مهندسی حل شده است.

مقدمه مؤلف

موفقيت در آزمون نظام مهندسی در گرو بررسی دقيق منابع آزمون و انتخاب كتب مناسب است، در اين آزمون حدود ۱۰% سؤالات مربوطه به درس تحليل سازه‌ها می‌باشد.

بديهی است كه حل مسائل تحليل سازه نيازمند تسلط كافی بر استاتيك می‌باشد، لذا در اين كتاب سعی شده مفاهيم كلی و پايه‌ای شامل معرفی انواع تكيه‌گاه‌ها و شناخت رفتار اعضاء شرح داده شده تا از رجوع به كتب استاتيك بی‌نياز شويد.

فصل اول این کتاب بصورت اختصاصی برای یادآوری استاتیک و مقاومت مصالح نوشتار شده است. لازم به ذکر است که سوالی از این فصل بصورت مستقیم در آزمون نظام مهندسی مطرح نمی‌شود و اگر تسلط نسبی بر موضوع دارید مطالعه این فصل ضروری نیست و مطالب مهم این فصل فراخور نیاز در فصول بعدی بصورت گزیده ارائه شده است.

و اما فصل دوم

در فصل دوم کتاب استاتیک، مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها مفاهيم كلی و چگونگی تعيين پايداری سازه ارائه شده و در فصل سوم نحوه محاسبه درجه نامعينی سازه مشخص شده است. در صورتيكه سازه بررسی شده در فصل سوم از نوع معين باشد، براي تحليل آن بايستی از روش‌ها تحليل شرح داده شده در فصل چهارم و در صورتی كه سازه نامعين باشد بايستی از روش‌های تحليل سازه فصل پنجم استفاده گردد.

انتخاب روش تحليل مناسب يكی از مهم‌ترين مراحل در تحليل يك سازه می‌باشد. در ابتدای فصول ۴ و ۵ برای بارگذاری‌های مختلف و با توجه به مجهولات مسئله، پيشنهاداتی جهت انتخاب روش تحليل سازه به شرح تفصيلی آن روش و مثال‌های حل شده مراجعه نموده و مجهولات مسئله محاسبه می‌گردد.

اميد است رويكرد تأليف اين كتاب، كمك شايانی به يادآوری مفاهيم پايه‌ای و انتخاب روش مناسب تحليل سازه ارائه نمايد.

فهرست مطالب کتاب استاتیک،مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها

مقدمه

فصل اول / استاتیک و مقاومت مصالح

۱-۱ مقدمه
۱-۲ نیرو
۱-۳ بردار
۱-۳-۱ جمع ترسیمی بردارها
۱-۳-۲ تجزیه بردار به مولفه‌های آن
۱-۳-۳ جمع تحلیلی دو بردار
۱-۳-۴ ضرب داخلی و بردار
۱-۳-۵ ضرب خارجی دو بردار
۱-۴ ایستایی یک جسم صلب
۱-۴-۱ جهت قراردادی نیروها
۱-۴-۲ انواع نیرو و نقطه اثر
۱-۴-۳ گشتاور یک نیرو
۱-۴-۴ جابجایی نیروها
۱-۴-۵ گشتاور کوپل
۱-۵ معادله تعادل
۱-۶ عضو دو نیرویی
۱-۶-۱ عضو سه نیرویی و بیشتر
۱-۷ قیود و تکیه‌گاه‌های دو بعدی
۱-۸ نمودار جسم آزاد
۱-۹ روش حل مسائل تعادل جسم صلب
۱-۱۰ خرپا
۱-۱۰-۱ معین ـ نامعین
۱-۱۰-۲معینی یا نامعینی خرپا
۱-۱۰-۳ تحلیل خرپا
۱-۱۰-۴ تحلیل خرپا به روش مفصل
۱-۱۰-۵ تحلیل خرپا به روش مقطع
۱-۱۰-۶ تشخیص اعضا صفر نیروئی
۱-۱۱ مرکز سطح
۱-۱۲ لنگر اول سطح یا ممان استاتیک
۱-۱۳ لنگر دوم سطح یا ممان اینرسی
۱-۱۳-۱ حاصلضرب اینرسی
۱-۱۳-۲ ممان اینرسی قطبی
۱-۱۳-۳ قضیه محورهای موازی
۱-۱۳-۴ ممان اینرسی مقاطع پر کاربرد
۱-۱۴ شعاع ژیراسیون
۱-۱۵ نیروهای داخلی و ترسیم نمودارهای آنها
۱-۱۶ نیروهای خارجی وارد شده به تیر
۱-۱۶-۲ نیروهای داخلی

۱-۱۶-۳ جهت‌های قراردادی در ترسیم نمودارهای نیروی محوری و لنگر خمشی
۱-۱۶-۴ عکس‌العمل‌های تکیه‌گاهی
۱-۱۷ محاسبه نیروهای برشی و لنگر خمشی
۱-۱۷-۱ رسم نمودار نیروی برشی و لنگر خمشی
۱-۱۷-۲ روابط میان نیروی بار، نیروی برشی و لنگر خمشی
۱-۱۸ مقاومت مصالح
۱-۱۸-۱ تنش عمودی
۱-۱۸-۲ تنش برشی (متوسط)
۱-۱۸-۳ تنش برشی در پین‌های اتصال
۱-۱۸-۴ تنش حرارتی
۱-۱۸-۵کرنش
۱-۱۸-۶ پیچش
۱-۱۸-۷ تنش خمشی در تیرها

فصل دوم / مبانی، مفاهیم و کلیات تحلیل سازه

۲-۱- سازه و تحليل سازه
۲-۲- معرفی انواع اعضای سازه‌ای
۲-۲-۱- معرفی عضو دو نيرویی (محوری)
۲-۲-۲- تعریف تير
۲-۲-۳- تعریف سُتون
۲-۲-۴- تعریف قاب
۲-۳- انواع قيدها و اتّصالات سازه‌ای
۲-۳-۱- تعریف قيد سازهای
۲-۳-۱-۶- قيد کامل، صلب، گيردار، فیکس
۲-۴- انواع تكيه‌گاه‌ها و شرايط تکيه‌گاهی
۲-۴-۱- تكيه‌گاه ساده
۲-۴-۲- تكيه‌گاه غلتکی
۲-۴-۳- تكيه‌گاه گيردار
۲-۴-۴- تكيه‌گاه لغزنده گيردار
۲-۴-۵- تكيه‌گاه رابط يا ميله‌ای
۲-۵- معرفی انواع فنرها
۲-۶- انواع نيروهاي وارد بر سازه‌ها
۲-۷- مفاهيم تعادل، پايداري و ناپايداری در سازه‌ها
۲-۷-۱- تعادل
۲-۷-۱-۱- عضو دو نيروئی
۲-۷-۱-۲- عضو سه نيرويی
۲-۷-۲- پايداری
۲-۷-۲-۱ ناپايداری ايستايی
۲-۷-۲-۲- ناپايداری هندسی داخلی
۲-۷-۲-۳- ناپايداری هندسی خارجی
۲-۷-۳- الگوهای پايداری در سازه‌ها

۲-۷-۳-۱- مفصل موهومی
۲-۸- پايداری نسبی (اتصال دو سازه، سه سازه)
۲-۸-۱- انواع اتصال دو جسم بهم
۲-۸-۱-۱-اتصال دو جسم توسط سه ميله غير همرس و غير موازی
۲-۸-۱-۲- اتصال دو جسم توسط يک ميله و يک مفصل
۲-۸-۲- انواع اتصال سه جسم متصل
۲-۸-۲-۱- اتصال سه جسم توسط سه مفصل
۲-۸-۲-۲- اتصال سه جسم توسط شش عضو دو نیروئی

فصل سوم / معين و نامعين بودن سازه‌ها

۳-۱- درجه نامعينی سازه‌ها
۳-۲- تعيين درجه نامعينی در قاب‌ها
۳-۲-۱- روش شمارش معادلات و مجهولات
۳-۲-۱-۱- معادلات شرط
۳-۲-۲- روش شمارش حلقه‌ها و کادرهای بسته
۳-۲-۳- روش تبديل قاب به شاخه‌های معين
۳-۳- تعيين درجه نامعينی در تيرهای سراسری
۳-۴- تعيين درجه نامعينی در خرپاها
۳-۵- تعيين درجه نامعينی در سازه‌های دارای کابل
۳-۶- تعيين درجه نامعينی در سازه‌های دارای فنرهای انتقالی، و فنرهای دورانی

فصل چهارم / تحليل سازه‌های معين

پيش‌نيازهای فصل چهارم
۴- ۱- مقدمه
۴-۲- راهنمای انتخاب روش برای تحليل سازه‌های معين
۴-۲-۱- راهنمای روش‌های انرژی برای تحلیل سازههای معین
۴-۲-۲- راهنمای روش تير مزدوج
۴-۲-۳- راهنمای روش لنگر سطح
۴-۲-۴- راهنمای روابط تيرهاي پايه
۴-۳- یادآوری از استاتیک
۴-۳-۱- تعریف نیروی برشی
۴-۳-۲- تعریف نیروی محوری
۴-۳-۳- تعریف لنگر خمشی
۴-۳-۴- نمودار تغییرات نیروی برشی و لنگر خمشی (روش جمع زدن)
۴-۳-۴-۱- ترسیم نمودار تغییرات نیروی برشی با استفاده از روش جمع زدن
۴-۳-۴-۲- ترسیم نمودار لنگر خمشی به روش جمع زدن
۴-۳-۴-۳- مثال‌هایی برای ترسیم نمودار برش و لنگر خمشی در سازه‌های معین
۴-۴- تعیین تغییرشکل‌هاي سازه معین
۴-۵- روش كار مجازي ”بار واحد“ برای تحلیل سازههای معین
۴-۵-۱- گامهای روش کار مجازی برای تحلیل سازه معین
۴-۵-۲- محاسبه تغییر شکل سازه معین در صورتیکه نشست تكيه‌گاهي، تغییر دما یا خطای ساخت وجود داشته باشد

۴-۵-۳- رابطه كار مجازی برای تحلیل خرپاهای معین
۳-۶- روش كار حقيقي ـ انرژی برای تحلیل سازههای معین
۴-۶-۱- قضیه کاستیگلیانو
۴-۶-۲- انرژی کرنشی داخلی تحت بارهای محوری
۴-۶-۳- انرژی کرنشی داخلی تحت خمش خالص
۴-۶-۴- انرژی کرنشی داخلی بر اثر تلاش برشی
۴-۶-۵- انرژی کرنشی در تیر بر اثر نیروی برشی
۴-۶-۶- انرژی کرنشی در میله بر اثر گشتاور پیچشی
۴-۶-۷- تعیین تغییر شکل تیر و قابها به روش انرژی
۴-۶-۷-۱- تعیین تغییر شکل تیرهای خمیده
۴-۷- روش تير مزدوج برای تحلیل سازههای معین
۴-۷-۱- گام‌های روش تير مزدوج
۴-۷-۲- چند نكته مهم در روش تير مزدوج
۴-۸- روش لنگر سطح
۴-۸-۱- مراحل روش لنگرسطح
۴-۸-۲- چند نكته مهم در روش لنگر سطح
۴-۹- استفاده از روابط تیرهای پایه برای تحلیل سازههای معین
۴-۱۰- تحلیل خرپاهای معین
۴-۱۰-۱- روش مفصل برای تحلیل خرپای معین
۴-۱۰-۲- روش مقطع برای تحلیل خرپاهای معین
تست‌هاي فصل چهارم آزمـون نظام مهندسی سال‌‌هاي گذشته

فصل پنجم / تحلیل سازه‌های نامعین

۵-۱- پیش نیازهای فصل ۵
۵-۲- خلاصه تحلیل سازههای نامعین
۵-۳- راهنمای انتخاب روش تحلیل سازههای نامعین
۵-۳-۱- راهنمای استفاده از روش نیرو (نرمی)
۵-۳-۲- راهنمای استفاده از روش تغییر مکان (سختی)
۵-۳-۳- راهنمای استفاده از روش معادل‌سازی با فنر
۵-۳-۴- راهنمای استفاده از روش تحلیل تقريبی
۵-۴- روش سازگاری تغییر شکل‌ها برای تحلیل سازههای نامعین
۵-۵- روش معادل‌سازی با فنر برای تحلیل سازههای نامعین
۵-۵-۱- معرفی انواع فنر و نحوه معادل سازی یک عضو با فنر
۵-۵-۱-۱- سختی فنرهای خطی، معادل با اعضاء تحت نیروی محوری
۵-۵-۱-۲- سختی فنرهای خطی، معادل با اعضاء تحت خمش
۵-۵-۱-۳- سختی فنرهای دورانی، معادل با اعضاء تحت پیچش
۵-۵-۱-۴- فنرهاي موازي
۵-۵-۱-۵- فنرهای سری
۵-۶- روش شيب افت
۵-۶-۱ درجه آزادی
۵-۶-۱-۱ درجه آزادی انتقالی (D1)

۵-۶-۱-۱-۱- چند نکته در محاسبه درجه آزادی انتقالی
۵-۶-۱-۲ درجه آزادی چرخشی (D2)
۵-۶-۱-۳ نکات درجه‌ی آزادی
۵-۶-۲ مجهولات، قراردادها و روابط روش شیب افت
۵-۶-۲-۱- قرارداد علامت شیب‌ها و دوران‌ها در روش شیب‌افت
۵-۶-۲-۲- روابط شیب افت
۵-۷ روش توزیع لنگر
۵-۷-۱ تعاریف و اصطلاحات مربوط به روش توزیع لنگر
۵-۷-۱-۱- سختی دورانی
۵-۷-۱-۱-۱- جدول مقادیر سختی دورانی
۵-۷-۱-۲- ضریب انتقال لنگر عضو (C)
۵-۷-۱-۳- ضریب توزیع لنگر (D)
۵-۷-۱-۳-۱- جدول ضرایب انتقال
۵-۷-۱-۴- لنگرهای گیرداری F.E.M.
۵-۷-۲ مراحل تحلیل سازه به روش توزیع لنگر
۵-۸ روش پرتال
۵-۹ تعاريف تقارن و پادمتقارن
۵-۹-۱- نمونه‌هایی از بارگذاری متقارن
۵-۹-۲- نمونه‌هايی از بارگذاری پادمتقارن
۵-۹-۳- سازه متقارن ـ بار متقارن
۵-۹-۴- سازه متقارن – بار پاد متقارن
۵-۹-۵- سازه پادمتقارن ـ بار متقارن
۵-۹-۶- سازه پادمتقارن ـ بار پادمتقارن
تسـت‌های فصل پنجم آزمـون نظام مهندسی سال‌های گذشته

فصل ششم / خط تاثیر

۶-۱- خط تأثير چيست؟
۶-۲- روش مولر ـ برسلاو
۶-۲-۱- خط تأثير لنگر خمشی
۶-۲-۲- خط تأثير نيروی برشی در عضو
۶-۳- خط تأثير در سازه‌های نامعين
۶-۴- كاربرد خط تأثير
تسـت‌های فصل ششم آزمـون نظام مهندسی سال‌‌های گذشته
كليد واژه
منابع و مآخذ

کتاب استاتیک،مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها