Рекомендуем вам также следующие ресурсы по темам, связаным с домами - строительство, недвижимость, дизайн интерьера :




 Новостройки и новые жилищные комплексы, обзоры

 





Архитектурное бюро Глушкова

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

 
СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА — научная дисциплина, изучающая принципы и методы расчета сооружений на прочность, жесткость и устойчивость в целях обеспечения надежности сооружений при наименьшем расходе материалов. Иногда строительной механикой называют также теорией сооружений. Основные задачи строительной механики: разработка методов определения внутренних усилий в частях сооружений от различных внешних нагрузок, температурных воздействий и т. п.; разработка методов определения деформаций; изучение условий устойчивости; исследование различных изменений в деформациях при длительной эксплуатации сооружений (см. Ползучесть).
 
В строительной механике различаются следующие виды сооружений и их составных частей: 1) состоящие из элементов (стержней), один размер которых (длина) значительно превышает два других — стержневые системы; 2) состоящие из элементов, два размера которых (длина и ширина) превосходят третий размер (толщину) — пластины, плиты, оболочки; 3) имеющие все три размера одного порядка — массивные подпорные стенки, фундаменты, плотины и т. д. Задачи строительной механики связаны также с сопротивлением материалов, теорией упругости, теорией пластичности, теорией ползучести. Иногда понятие строительной механики трактуют более широко, включая в него и все указанные дисциплины.
 
В узком, наиболее распространенном значении строительной механики рассматривают как теорию расчета стержневых систем — плоских и пространственных ферм, балочных систем, арок, плоских и пространственных рам, подпорных стенок и т. д.Все предпосылки, касающиеся свойств материала (сплошность, изотропность, идеальная упругость и т. п.), используемые в теории упругости и сопротивлении материалов, целиком принимаются и в строительной механике.Широко применяется в строительной механике гипотеза Бернулли (закон плоских сечений), исключая случаи, когда исследуемая система состоит из тонкостенных стержней. Все выводы классической (линейной) строительной механики, как и линейной теории упругости, строятся с использованием принципа независимости действия сил (исключая задачи, связанные с расчетом на устойчивость).
 
Особо большое значение в строительной механике играет расчетная схема сооружения.В зависимости от принятой расчетной схемы сооружения делятся на две основные группы: статически определимые и статически неопределимые системы. Методы определения усилий в статически определимых системах основываются только на рассмотрении общих условий равновесия сил. Определение усилий в статически неопределимых системах требует, сверх того, рассмотрения и учета деформаций систем. При этом обычно допускаются те же упрощающие гипотезы, что и в теории сопротивления материалов. Методы определения усилий и деформаций в пластинках, оболочках и т. п. системах базируются на выводах теории упругости.
 
Определение усилий и деформаций за пределами упругости основано на положениях теории пластичности. Исследование усилий и деформаций в телах массивной формы (плотины, фундаменты и т. п.) является задачей теории упругости (если напряжения в конструкции не превосходят пределы упругости) или задачей теории пластичности (когда рассматриваемый процесс деформации перешел границы предельного упругого состояния). Однако строгие решения таких задач для массивных тел являются сложными и имеются лишь для ограниченного класса тел простейшей конфигурации.
 
Потребность инженерной практики в относительно простых и вместе с тем достаточно строгих решениях для массивных тел любой конфигурации является важным фактором, направляющим дальнейшее развитие строительной механики, теории упругости и теории пластичности. Синтез методов строительной механики и теории упругости в теории оболочек, частично связанный с работами В. 3. Власова, успешно используется при расчете строительных конструкций, в строительной механике самолета, строительной механике корабля и т. п.Особый раздел строительной механики составляют теория сыпучих тел и расчет подпорных стенок. Его специфика заключается в том, что в строительной механике освещаются приближенные методы определения давления сыпучих тел на подпорные стенки и приближенный расчет на прочность и на устойчивость последних.
 
Строгое решение задачи по определению давления грунта на сооружения различной конфигурации — один из сложных вопросов механики грунтов. Поэтому в строительной механике при расчетах грунт условно заменяется идеально сыпучим телом, наделяемым некоторыми однородными гипотетическими свойствами; здесь рассматриваются два случая предельного равновесия, характеризуемые смещением стенки и отделением от сыпучего тела «призмы обрушения» или «призмы выпирания», которые приближенно принимаются за твердый клин, оказывающий давление на стенку.Одной из фундаментальных теорем классической строительной механики является обобщенный принцип возможных (виртуальных) перемещений.
 
Этот принцип распространяется и на динамические задачи строительной механики (для чего к работе внешних сил присоединяется работа сил инерции), а также на нелинейные задачи строительной механики (упруго-пластичной деформации), в которых работа внутренних сил определяется в связи с упруго-пластичным характером деформации отдельных элементов сооружения. Из указанного принципа, при учете линейной зависимости между силами и деформациями (перемещениями), выводится ряд теорем, например теорема Бетти или, иначе, принцип взаимности работ, принцип взаимности перемещений, принцип взаимности реакций (теорема Рэлея); который устанавливает, что реакция, возникающая в связи 1, когда связь 2 перемещается на единицу по своему направлению, равна реакции, которая возникает в связи 2, когда связь 1 перемещается на единицу по своему направлению, т. е. г12=г21.
 
Этот принцип широко применяется при расчете статически неопределимых систем методом перемещений. Принцип взаимности реакции и перемещения (теорема Максвелла и Рэлея) устанавливает, что реакция в связи 1, возникающая от единичной силы, приложенной в точке 2 упругой системы, количественно равна и по знаку противоположна перемещению по направлению указанной силы, которая возникает в точке 2 в случае единичного смещения связи 7, то есть: г12 — 621>.
 
Этот закон используется при расчете статически неопределимых систем смешанным методом.Расчет статически определимых стержневых систем на неподвижную нагрузку производят аналитическим или графическим методами. Для ферм наиболее распространен аналитический метод определения усилий, основанный на решении уравнений равновесия, которые составляют последовательно для всех частей фермы, образованных узлами (метод вырезания узлов), или для более крупных частей фермы (метод сечений).
 
Существует также кинематический метод определения усилий, применяемый, как в аналитической, так и в графической форме. При расчете сооружений на действие подвижной нагрузки широко используются линии влияния усилий.Для расчета статически неопределимых стержневых систем на различные нагрузки существуют три основных метода: метод сил, метод деформации (метод перемещений) и смешанный метод, каждый из которых имеет область наиболее эффективного применения.
 
 
Лит.: Прокофьев И. П., Теория сооружений, 4 изд., ч. 1—2, М., 1947; Прокофьев И. П., Смирнов А. Ф., Теория сооружений, М.,1948; Рабиновичи. М., Курс строительной механики стержневых систем, 2 изд., ч. 1—2, М.—Л., 1950—54; его же, Основы строительной механики стержневых систем, 3 изд., М., 1960; Курс строительной механики, под общ. ред. Б. Н. Жемочкина, ч. 1—3, М., 1948—50; Строительная механика в СССР. 1917 — 1957. [Сб. ст.], под ред. И. М. Рабиновича, М., 1957; Власов В. 3., Тонкостенные пространственные системы, 2 изд., М., 1958; Бернштейн С. А., Основы динамики сооружений, 2 изд., М.—Л., 1941; Ржаницын А. Р., Расчет сооружений с учетом пластических свойств материала, М., 1949; Безухов Н. И., Теория сыпучих тел, 3 изд., М.—Л.. 1934; Соколовский В. В., Статика сыпучей среды, М., 1942.
 
 
 

« СТРОИТЕЛЬНАЯ ИНДУСТРИЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА »
Не нашли ответ на свой вопрос? Специалисты на нашем форуме помогут!