کتاب استاتیک،مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها

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
موفقیت در آزمون نظام مهندسی در گرو بررسی دقیق منابع آزمون و انتخاب كتب مناسب است، در این آزمون حدود ۱۰% سؤالات مربوطه به درس تحلیل سازه‌ها می‌باشد.
بدیهی است كه حل مسائل تحلیل سازه نیازمند تسلط كافی بر استاتیك می‌باشد، لذا در این كتاب سعی شده مفاهیم كلی و پایه‌ای شامل معرفی انواع تكیه‌گاه‌ها و شناخت رفتار اعضاء شرح داده شده تا از رجوع به كتب استاتیك بی‌نیاز شوید.
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 مفاهیم كلی و چگونگی تعیین پایداری سازه ارائه شده و در فصل سوم نحوه محاسبه درجه نامعینی سازه مشخص شده است. در صورتیكه سازه بررسی شده در فصل سوم از نوع معین باشد، برای تحلیل آن بایستی از روش‌ها تحلیل شرح داده شده در فصل چهارم و در صورتی كه سازه نامعین باشد بایستی از روش‌های تحلیل سازه فصل پنجم استفاده گردد.
انتخاب روش تحلیل مناسب یكی از مهم‌ترین مراحل در تحلیل یك سازه می‌باشد. در ابتدای فصول ۴ و ۵ برای بارگذاری‌های مختلف و با توجه به مجهولات مسئله، پیشنهاداتی جهت انتخاب روش تحلیل سازه به شرح تفصیلی آن روش و مثال‌های حل شده مراجعه نموده و مجهولات مسئله محاسبه می‌گردد.
امید است رویكرد تألیف این كتاب، كمك شایانی به یادآوری مفاهیم پایه‌ای و انتخاب روش مناسب تحلیل سازه ارائه نماید.
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 تحلیل سازه
۲-۲- معرفی انواع اعضای سازه‌ای
۲-۲-۱- معرفی عضو دو نیرویی (محوری)
۲-۲-۲- تعریف تیر
۲-۲-۳- تعریف سُتون
۲-۲-۴- تعریف قاب
۲-۳- انواع قیدها و اتّصالات سازه‌ای
۲-۳-۱- تعریف قید سازهای
۲-۳-۱-۶- قید کامل، صلب، گیردار، فیکس
۲-۴- انواع تكیه‌گاه‌ها و شرایط تکیه‌گاهی
۲-۴-۱- تكیه‌گاه ساده
۲-۴-۲- تكیه‌گاه غلتکی
۲-۴-۳- تكیه‌گاه گیردار
۲-۴-۴- تكیه‌گاه لغزنده گیردار
۲-۴-۵- تكیه‌گاه رابط یا میله‌ای
۲-۵- معرفی انواع فنرها
۲-۶- انواع نیروهای وارد بر سازه‌ها
۲-۷- مفاهیم تعادل، پایداری و ناپایداری در سازه‌ها
۲-۷-۱- تعادل
۲-۷-۱-۱- عضو دو نیروئی
۲-۷-۱-۲- عضو سه نیرویی
۲-۷-۲- پایداری
۲-۷-۲-۱ ناپایداری ایستایی
۲-۷-۲-۲- ناپایداری هندسی داخلی
۲-۷-۲-۳- ناپایداری هندسی خارجی
۲-۷-۳- الگوهای پایداری در سازه‌ها
۲-۷-۳-۱- مفصل موهومی
۲-۸- پایداری نسبی (اتصال دو سازه، سه سازه)
۲-۸-۱- انواع اتصال دو جسم بهم
۲-۸-۱-۱-اتصال دو جسم توسط سه میله غیر همرس و غیر موازی
۲-۸-۱-۲- اتصال دو جسم توسط یک میله و یک 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 / معین و نامعین بودن سازه‌ها
۳-۱- درجه نامعینی سازه‌ها
۳-۲- تعیین درجه نامعینی 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 تبدیل قاب به شاخه‌های معین
۳-۳- تعیین درجه نامعینی در تیرهای سراسری
۳-۴- تعیین درجه نامعینی در خرپاها
۳-۵- تعیین درجه نامعینی در سازه‌های دارای کابل
۳-۶- تعیین درجه نامعینی در سازه‌های دارای فنرهای انتقالی، و فنرهای دورانی
فصل چهارم / تحلیل سازه‌های معین
پیش‌نیازهای فصل چهارم
۴- ۱- مقدمه
۴-۲- راهنمای انتخاب روش برای تحلیل سازه‌های معین
۴-۲-۱- راهنمای روش‌های انرژی برای تحلیل سازههای معین
۴-۲-۲- راهنمای روش تیر مزدوج
۴-۲-۳- راهنمای روش لنگر سطح
۴-۲-۴- راهنمای روابط تیرهای پایه
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 تغییرشکل‌های سازه معین
۴-۵- روش كار مجازی ”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 تكیه‌گاهی، تغییر دما یا خطای ساخت وجود داشته باشد
۴-۵-۳- رابطه كار مجازی برای تحلیل خرپاهای معین
۳-۶- روش كار حقیقی 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 تیر مزدوج برای تحلیل سازههای معین
۴-۷-۱- گام‌های روش تیر مزدوج
۴-۷-۲- چند نكته مهم در روش تیر 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
تست‌های فصل چهارم آزمـون نظام مهندسی سال‌‌های 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 تقریبی
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- فنرهای موازی
۵-۵-۱-۵- فنرهای سری
۵-۶- روش شیب 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 تعاریف تقارن و پادمتقارن
۵-۹-۱- نمونه‌هایی از بارگذاری متقارن
۵-۹-۲- نمونه‌هایی 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 تأثیر چیست؟
۶-۲- روش مولر ـ برسلاو
۶-۲-۱- خط تأثیر لنگر خمشی
۶-۲-۲- خط تأثیر نیروی برشی در عضو
۶-۳- خط تأثیر در سازه‌های نامعین
۶-۴- كاربرد خط تأثیر
تسـت‌های فصل ششم آزمـون نظام مهندسی سال‌‌های گذشته
كلید واژه
منابع و مآخذ
کتاب استاتیک،مقاومت مصالح و تحلیل سازه‌ها