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




 Новостройки и новые жилищные комплексы, обзоры

 





УСТОЙЧИВОСТЬ упругих систем

 
УСТОЙЧИВОСТЬ упругих систем — раздел строительной механики, в котором изучается устойчивость деформированного состояния различных систем. Деформированное состояние будет устойчивым, если при малых возмущениях система незначительно отклоняется от заданного состояния и возвращается в исходное положение при устранении возмущений. Роль возмущающего воздействия могут играть различные малые импульсы, дополнительные нагрузки, не учтенные в расчете, дефекты и отклонения от проектных размеров и т. п. Мерой отклонения от невозмущенного равновесия могут служить как перемещения и деформации, так и дополнительные напряжения или другие силовые факторы.
 
Утрата устойчивости упругих систем может возникать в элементах конструкций, работающих в основном на сжатие (стержни, плиты, оболочки или сочетания подобных элементов — рамы, фермы), а также — в изгибаемых балках. Такие системы устойчивы только до тех пор, пока нагрузки не превзойдут определенных критических значений. В зависимости от особенностей поведения системы при потере устойчивости упругих систем различают:
1) Потерю устойчивости упругих систем «в малом» при консервативных внешних силах («Эйлерова потеря устойчивости упругих систем»), для которой характерны: раздвоение (бифуркация) форм равновесия, т. е. возможность возникновения в критическом состоянии новой (качественно отличной от первоначальной) формы равновесия; наличие бесконечно большого числа критических состояний и критических нагрузок (спектра критических нагрузок), обусловливающее при высоких значениях нагрузок существование разветвленной системы возможных состояний равновесия упругой системы; переход после первого критического состояния первоначальной формы равновесия (до этого единственной и устойчивой) в категорию неустойчивых форм. 
2)  Потерю устойчивости упругих систем «в малом» при действии неконсервативной системы внешних сил, когда для исследования поведения упругой системы необходимо рассмотрение возможных форм ее движения. Неконсервативная система сил, в отличие от систем консервативных, характеризуется отсутствием потенциала внешних сил, причем признаком существования потенциала внешних сил является независимость работы, совершаемой силами, от пути, которым система приводится в окончательное состояние.
3) Потерю устойчивости «в большом», при которой для перехода к неустойчивому состоянию требуется возмущение, хотя и конечное, но достаточно малое, причем критическая (единственная) нагрузка является максимально возможной нагрузкой, воспринимаемой сооружением. Энергетический метод использует для определения критической силы известный аналитический критерий безразличного равновесия 62Я=0, где П — полная потенциальная энергия системы.
 
Точное определение критической силы энергетическим методом является задачей вариационного исчисления. На практике обычно применяются приближенные решения (например, приближенный метод Ритца — Тимошенко). Статические и энергетические методы следует применять только для консервативных систем, чем, впрочем, охватываются почти все задачи инженерно-строительных расчетов. Получают применение также статистические методы расчета конструкций на устойчивость упругих систем, заключающиеся в изучении законов распределения начальных дефектов реальных систем при различной технологии изготовления и вероятностных характеристиках нагрузок, испытываемых элементами разных конструкций.
 
Применение статистических методов позволит объяснить экспериментальные данные по разбросу критических нагрузок и вместе с тем подвести более надежную базу под проектирование строительных конструкций. При исследовании устойчивости упругих систем «в большом» необходимо рассмотрение нелинейных уравнений теории упругости. Эффективным является применение электронных вычислительных машин для решения задач, связанных с исследованием устойчивости систем, причем особое значение приобретают методы, основанные на широком использовании теории матриц.
 
В связи с внедрением в строительство полимеров, обладающих ползучестью при относительно низких температурах, особое значение получили задачи об устойчивости с учетом ползучести материала. В этих задачах необходимо исследование процесса во времени, т. к. малозаметная деформация системы по истечении определенного промежутка времени завершается резким выпучиванием, причем, наряду с установлением критических нагрузок, определяется так называемое критическое время, соответствующее моменту достижения заданных возмущений.
 
Грандиозные катастрофы в истории строительного дела — крушения Мехенштейнского (1891) и Квебекского (1907) мостов были вызваны потерей устойчивости упругих систем сжатых элементов конструкций. Поэтому обеспечение устойчивости упругих систем конструкций является одной из основных расчетно-конструкторских задач, решаемых при проектировании любого сооружения.
 
 
Лит.: Пиковский А.А., Статика стержневых систем с сжатыми элементами, М., 1961; Болотин В. В., Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости, М., 1961; Ржаницын А. Р., Устойчивость равновесия упругих систем, М., 1955; Вольмир А. С., Устойчивость упругих систем, М., 1963; Смирнов А. Ф., Устойчивость и колебания сооружений, М., 1958,
 
 
 

« УСТАЛОСТЬ (выносливость) в сопротивлении материалов УСТОЙЧИВОСТЬ ОСНОВАНИЙ »
Не нашли ответ на свой вопрос? Специалисты на нашем форуме помогут!



 Cерии домов в Москве и области
Конструктивизм зданий
Термины - Крыша
Лестницы