Механика строительных конструкций

Основным предметом изучения указанной области выступает поведение конструкций под влиянием дополнительных нагрузок, при которых движение любых точек зданий возможны только в результате сдвигов их элементов.

Задача строительной механики заключается в исследовании и определении методов проведения расчета сооружений. Целью данного направления является выявление внутренних усилий и возможных перемещений, формирующиеся в разных частях конструкции.

Строительная механика на сегодняшний день располагает множеством надежных методов и принципов расчета, проверенных экспериментальным путем и строительно-инженерной практикой. Она стремительно развивается и модернизируется в соответствии с требованиями быстро растущего промышленного производства.

Строительная механика в более узком понимании, в отличие от сопротивления твердых материалов, занимается в значительной мере разработкой теории расчета системы стержней и брусьев, которые образуют сооружение. Основой дисциплины в механике выступают физика, математика, теоретическая механика и другие экспериментальные исследования.

Сооружение и расчетная схема в механике строительных конструкций

Для изучения поведения конструкций под действием напряжений и деформаций применяют их расчетную физическую схему.

В настоящее время выделяют такие виды конструктивных компонентов:

1. Стержневые стабильные части - имеют один из размеров значительно больше, чем остальные. Например, брусья – прямолинейный элемент, функционирующий на растяжение или сжатие, в котором появляются продольные и крутящие моменты; балка - продольный стержень, работающий только на изгиб (иногда учитываются сдвиговые процессы), в котором формируются поперечные силы; арка- криволинейный предмет, способный работать на сдвиг, изгиб и сжатие, где происходят изгибающие возмущения, продольные и поперечные силы.
2. Конструктивные элементы - объединяются в сооружении в одно целое с помощью узловых соединений. Среди основных видов узлов наиболее часто встречаются: жесткая связка, состоящая из минимум двух неподвижных компонентов; упругий податливый блок, где угловые движения элементов возможны только в результате деформаций связей центрального узла.

Классификация расчетных схем

С геометрической точки зрения классификация расчетных моделей в строительной механике подразделяется на:

• стержневые концепции или конструкции, которые состоят из брусьев и стержней, объединенных друг с другом определенным образом;
• тонкостенные здания, включающие оболочки, пластины, плиты;
• массивные строительные конструкции, все три размера которых выступают параметрами одного порядка (плотина, массивный фундамент и т.п.).

Также расчетные схемы можно квалифицировать по способу соединения компонентов между собой:

• линейно-шарнирные конструкции - когда элементы соединяются друг с другом посредством шарниров (ферма);
• рамные - это здания, которые имеют жесткие узлы;
• комбинированные сооружения, состоящие из шарнирных и рамных узлов.

С пространственного аспекта все сооружения возможно разделить на пространственные и плоские. Плоскими считаются конструкции, у которых векторы всех частей, а также действующие напряжения и нагрузки располагаются в одной сфере. В другом случае - сооружения являются пространственными

Анализ структуры строительных конструкций

Иногда, даже при строгом выполнении уравнений $W = 0$ или $W$

$\sum M_A = 0$

$P a – B h = 0$

$h = 1 \sin {\alpha}$

$P a – B 1\sin {\alpha} = 0$

$B = \frac {P a}{1\sin {\alpha} }$

В итоге, представленная сила вызовет такие изменения, что балка принимает положение, указанное конкретным пунктиром, то есть она считается геометрически изменяемой, причем внезапно изменяемой.

Итак, если 3 объекта А, В, и С находятся на одной прямой, без промежуточной и дополнительной опоры, то система является мгновенно склоняемой. Использование подобных систем в качестве основных строительных сооружений на практике недопустимо.