СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА, задачи строительной механики — научная дисциплина, изучающая принципы и методы расчета сооружений на прочность, жесткость и устойчивость в целях обеспечения надежности сооружений

Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Строительная энциклопедия

С

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

 

Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

— 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. Осн. задачи строительной механики: разработка методов определения внутр. усилий в частях сооружений от различных внешних нагрузок, темп-рных воздействий и т. п.; разработка методов определения деформаций; изучение условий устойчивости; исследование различных изменений в деформациях при длит, эксплуатации сооружений (см. Ползучесть). В строительной механике различаются след. виды сооружений и их составных частей: 1) состоящие из элементов (стержней), один размер к-рых (длина) значительно превышает два других — стержневые системы; 2) состоящие из элементов, два размера к-рых (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 С. м. трактуют более широко, включая в него и все указанные дисциплины. В узком, наиболее распространенном значении С. м. 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 С. м.

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 важное значение в С. м. играет расчетная схема сооружения.

В зависимости от принятой расчетной схемы сооружения делятся на две осн. 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 относит. простых и вместе с тем достаточно строгих решениях для массивных тел любой конфигурации является важным фактором, направляющим дальнейшее развитие С. м., 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 строит, конструкций, в С. м. самолета, С. м. корабля II т. п.

Особый раздел строительной механики составляют теория сыпучих тел и расчет подпорных стенок. Его специфика заключается в том, что в С. м. освещаются приближенные методы определения давления сыпучих тел на подпорные стенки и приближенный расчет на прочность и устойчивость последних. Строгое решение задачи по определению давления грунта на сооружения различной конфигурации — один из сложных вопросов механики грунтов. Поэтому в С. м. при расчетах грунт условно заменяется идеально сыпучим телом, наделяемым нек-рыми гипотетическими однородными свойствами; здесь рассматриваются два случая предельного равновесия, характеризуемые смещением стенки и отделением от сыпучего тела «призмы обрушения» или «призмы выпирания», к-рые приближенно принимаются за твердый клин, оказывающий давление на стенку.

Одной из фундаментальных теорем клас- сич. строительной механики является обобщенный принцип возможных (виртуальных) перемещений. Этот принцип распространяется и на динамич. задачи С.м. (для чего к работе внешних сил присоединяется работа сил инерции), а также на нелинейные задачи С. м. (упруго- пластич.деформации), в к-рых работа внутр. сил определяется в связи с упруго-пластич. характером деформации отд. элементов сооружения. Из указанного принципа, при учете линейной зависимости между силами и деформациями (перемещениями), выводится ряд теорем, напр. теорема Бетти или, иначе, принцип взаимности работ, принцип взаимности перемещений, принцип взаимности реакций (теорема Рэлея); последний устанавливает, что реакция, возникающая в связи i, когда связь 2 перемещается на единицу по своему направлению, равна реакции, к-рая 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, к-рое 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 аналитич. или графич. методами. Для ферм наиболее распространен аналитич. метод определения усилий, основанный на решении уравнений равновесия, к-рые 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 аналитич., так и в графич. форме. При расчете сооружений на действие подвижной нагрузки широко используются линии влияния усилий.

Для расчета статически неопределимых стержневых систем на различные нагрузки существуют три осн. метода: метод сил, метод деформации (метод перемещений) и смешанный метод, каждый из к-рых 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; е г о ж е, 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; Б е р н ш т е й н 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.

 

 

ВЗАИМНОСТИ РАБОТ ПРИНЦИП теорема Бетти. Приложения принципа...

3, М.—JI., 1939; У м а н с к и й А.А , Специальный курс строительной механики, ч. 1, М.—Л., 1935; Власов В. 3., Строительная механика тонкостенных пространственных систем, М., 1949.

 

ВОЗМОЖНЫХ ВИРТУАЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИИ ПРИНЦИП принцип...

Дальнейшие следствия из принципа Лагранжа в строит, механике неисчерпаемы, т. к. в разных случаях … М., Курс строительной механики стержневых систем, 2 изд., ч. 1, М.—Л., 1950, ч. 2, М...

 

Металлические конструкции. Модульные системы в строительстве....

Наряду с внедрением в строительство сталей повышенной прочности важное место занимает … К этому же периоду относится создание науки «Строительная механика», занимающейся определением...

Металлоконструкции

 

РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ определение усилий и деформаций в элементах...

Кузнецов Б.Н. Определение снеговых нагрузок на покрытия отапливаемых зданий и сооружений // Строительная механика и расчет сооружений. - 1982. - № 3. ... bibliotekar.ru/spravochnik-159...

 

ДАВЛЕНИЕ СЫПУЧЕГО ТЕЛА. Теория Кулона. Построение Понселе.

Лит.: Клейн Г. К., Строительная механика сыпучих тел, М., 1956; Прокофьев И. П., Давление сыпучих тел и расчет … К содержанию книги: ЭНЦИКЛОПЕДИЯ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО.

 

АРКА. Формы арок и арочных композиций - полукруглые арки...

Взамен этого чаще строят линии влияния усилий для ряда сечений и … Стрелецкого, М., 1962; Рабинович И. М., Курс строительной механики стержневых систем, 2 изд., ч. 1—2, М.—Л., 1950—54.

 

СТРОИТЕЛЬНОЕ ДЕЛО. Основы строительного дела. Анатолий...

Строительство и ремонт… геодезию, сопротивление материалов, строительную механику, инженерные конструкции, дорожные машины

 

К содержанию книги:  Энциклопедия строителя. Словарь строительных терминов

 

Последние добавления:

 

Кузнечно-штамповочное оборудование   Прокатное производство

Узнать стоимость написания