Предмет і завдання будівельної механіки. Основні види опорних закріплень
Предмет та задачі будівельної механіки
Будівельною механікою, у широкому сенсі, називається наука про методи
розрахунку споруджень на міцність, жорсткість і стійкість. Самостійно як
наука будівельна механіка почала розвиватися в першій половині XIX
століття у зв’язку з активним будівництвом мостів, залізниць, гребель,
судів і великих промислових споруджень. Відсутність методів розрахунку
таких споруджень не дозволяло здійснити легкі, економічні й одночасно
надійні конструкції.
У класичній будівельній механіці розглядаються тільки стержневі системи.
Однак практичні потреби визначили появу нових, спеціальних курсів
будівельної механіки, де розглядаються нестержневі системи. Так
з’явилися курси “Будівельна механіка пароплава” (тут розглядається
розрахунок пластин і оболонок), “Будівельна механіка літака”
(розглядається розрахунок пластинок і оболонок стосовно до літакових
конструкцій), “Будівельна механіка ракет” (основна частина цього курсу
присвячена розрахунку осесиметричних оболонок). У цих курсах широко
використовуються методи теорії пружності, які більш складніші, ніж
методи класичної будівельної механіки.
Сучасна будівельна механіка має цілий ряд класифікацій розв’язуваних
задач. Розрізняють плоскі задачі, які розв’язуються у двох вимірах, і
просторові задачі, розв’язувані в трьох вимірах. Звичайно просторові
конструкції прагнуть розчленувати на плоскі елементи, розрахунок яких
значно простіший, однак це не у всіх випадках вдається. Більшість
основних методів розрахунку й теорем викладається стосовно до плоских
систем. Подальші узагальнення на просторові системи, як правило,
вимагають лише написання більш громіздких формул і рівнянь.
Будівельна механіка поділяється також на лінійну й нелінійну.
Розрізняють геометричну й фізичну нелінійності. Геометрична нелінійність
рівнянь будівельної механіки звичайно виникає при більших переміщеннях і
деформаціях елементів, що в будівельних конструкціях зустрічається
порівняно рідко. Фізична нелінійність з’являється при відсутності
пропорційності між зусиллями й деформаціями, тобто при використанні
непружних матеріалів. Фізичною нелінійністю в тому або іншому ступені
володіють всі конструкції, однак при невеликих напругах нелінійні
фізичні залежності можна замінити лінійними.
?????o? матеріалів, повзучості й тривалої міцності. Таким чином, існує
будівельна механіка нерухомих систем і будівельна механіка систем, що
рухаються, куди входять, зокрема, динаміка споруджень і теорія
повзучості.
Порівняно новим напрямком у будівельній механіці є вивчення систем з
випадковими параметрами, тобто такими, величина яких може бути
передбачена лише з певною ймовірністю. Наприклад, величина максимального
снігового навантаження за заданий період часу є імовірнісною величиною.
Розрахунок споруджень із урахуванням імовірності появи тих або інших
станів становить предмет теорії надійності й імовірнісних методів
розрахунку, що є невід’ємною частиною будівельної механіки.
Будівельна механіка розділяється також на напрямки, що відносяться до
розрахунку конструкцій певного виду: стержневих конструкцій (ферм, рам,
балкових систем і арок), пластин і пластинчастих систем, оболонок,
гнучких ниток і вантових систем, пружних і непружних основ, мембран і
т.д.
Кінематичний аналіз споруджень
Основні види опор
Будівельна механіка розглядає геометрично незмінні системи
(спорудження), тобто такі, переміщення точок яких можливі тільки в
результаті деформації системи. Нерухомість таких систем (їхня
геометрична незмінюваність) щодо землі забезпечується опорними зв’язками
(опорами). Реакції, що виникають в опорах, разом з діючими
навантаженнями, утворять урівноважену систему зовнішніх сил.
Технічне виконання опорних закріплень досить різноманітне, але при
виборі розрахункової схеми опори найчастіше приходять до декількох їхніх
типів (рис.1.1): а – циліндрична рухома, або шарнірно рухома; б –
циліндрична нерухома, або шарнірно нерухома; в – защімлююча нерухома,
або жорстке закладення; г – защімлююча рухома, або ковзне закладення.
Рис.1.1
Показані опори (рис.1.1) еквівалентні відповідно одному, двом, трьом і
двом опорним стержням, у кожному з яких діє опорна реакція (опорний
момент).
– опорним моментом, або моментом у закладенні.
Рис.1.2
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
