Расчёт стержневых конструкций Рациональное очертание оси арки Определение перемещений в упругих системах Правило П. Верещагина Основная система метода сил Определение моментных фокусных отношений

Курс лекций по строительной механике

Термин «теория сооружений» не рекомендуется, так как стро­ительная механика не дает полной теории сооружений, а ограни­чивается решением определенного круга проблем. В строительной механике, как известно, реальные сооружения при расчете заменяются их расчетными схемами как механически­ми системами; поэтому в данном сборнике термины «сооружение», •«расчетная схема» и «система» трактуются как тождественные. В соответствии с общими требованиями, предъявляемыми к терминологии, определения, поясняющие содержание термина, должны отвечать современному уровню науки и удовлетворять требованиям ясности, точности, общности и сжатости, сохраняя при этом взаимную связь.

Опоры

Для того чтобы в процессе создания и последующей эксплуатации сооружение оставалось геометрически неизменяемым и неподвижным по отношению к основанию (как говорят в строительной механике, к земле), сооружение с землёй соединяют специальными устройствами, называемыми опорами, каждая из которых лишает сооружение определённого числа степеней свободы. Всякое устройство, отнимающее у жёсткого диска одну степень свободы, называется простой кинематической связью.

В опорах возникают опорные реакции, которые вместе с внешними нагрузками создают уравновешенную систему сил, действующую на сооружение.

В строительной механике различают три типа опор, состоящих из определённого числа простых кинематических связей. Кинематическая связь представляет собой прямолинейный стержень, ограниченный с обеих сторон шарнирами. Шарниры бывают простыми, когда они соединяют два стержня, и кратными, когда они соединяют более чем два стержня (рис.1.2). Кратность шарнира определяется числом стержней, сходящихся в нём, без единицы.

 


 Каждый простой шарнир предполагает наличие в нём двух простых кинематических связей.

 

Шарнирно-подвижная опора (рис. 1.3, а) состоит из одной простой кинематической связи. Такая опора лишает диск на плоскости одной степени свободы, то есть она не даёт возможности поступательного перемещения вдоль продольной оси этой опорной связи. При любом характере нагружения диска внешней нагрузкой опорная реакция R в шарнирно-подвижной опоре может быть направлена только вдоль оси этой простой кинематической связи и перпендикулярно продольной оси диска.

Шарнирно-неподвижная опора (рис. 1.3, б) состоит из двух простых кинематических связей. При таком характере прикрепления диска к земле опорная реакция R может быть направлена под углом к продольной оси диска. Такую опорную реакцию разлагают на две взаимно-перпендикулярные составляющие - вертикальную V и горизонтальную Н. Шарнирно-неподвижная опора отнимает у диска на плоскости две степени свободы, лишая его возможности поступательного перемещения по двум взаимно-перпендикулярным направлениям. 

Жёсткая заделка (защемление) предполагает наличие в ней трёх простых кинематических связей (рис. 1.3, в), отнимающих у диска на плоскости три степени свободы, лишая его возможности как поступательных, так и угловых перемещений. При таком закреплении диска возникающую опорную реакцию раскладывают на три составляющие - V, Н и М. Характер возникновения опорного момента М=V ℓ0 иллюстрируется шарнирно-стержневым эквивалентом защемления (рис. 1.3, г).

При этом величина опорного момента равна М=V ℓ0.

Вместе с тем данное определение не является точным, так как оно связано с понятием сооружение, которое не имеет точного определения. Очевидно, что здания с их фундаментами, стропиль­ные и мостовые фермы, опоры линий электропередач, телевизион­ные и радиомачты, антенные устройства, резервуары для жидко­стей, обделки тоннелей, арочные плотины и т. д. являются соору­жениями. Менее ясно, можно ли относить к сооружениям корпуса самолетов, ракет, судов, подводных лодок, каркасы железнодо­рожных вагонов, кузова автобусов и т. д. Однако в литературе последних десятилетий фигурируют такие термины, как строитель­ная механика самолета, строительная механика корабля и даже строительная механика машин. Рекомендуемое в данном сборнике определение оставляет вопрос о такой экстраполяции открытым.
Метод перемещений в строительной механике