1. Будівельна механіка як наука

Будівельна механіка – наук а про створення методів розрахунку споруд на міцність, жорсткість, стійкість. Ця наука вивчає системи балок, ферм, рам.

(Малюнок будь- якої простої рами з епюрами) Приклад:

Задача міцності.

Задача стійкості пояснюється можливістю конструкції після дії наван -таження повертатися в початкове положення.

Кінематичний аналіз досліджує способи з’єднання елементів в єдину систему і виносить вердикт щодо можливості існування такої системи. Особливості будівельної механіки: 1)Практичність; 2)Отримання числових значень; 3) Будівельна механіка не визначає напружень, а визначає зусилля в кон -струкції. Типи елементарних конструкцій:

Припущення будівельної механіки

Розрахунки в будівельній механіці базуються на деяких припущеннях і гіпотезах. Вони збігаються з припущеннями і гіпотезами опору матеріалу, але повинні бути віднесені до всієї споруди в цілому.

Для побудови теорії опору матеріалів приймаються деякі гіпотези і принципи відповідно до структури і властивостей матеріалів, характеру деформацій і напружень, а також діючих сил і геометрії конструкцій.

• Гіпотеза про суцільність матеріалу. Тіло вважається суцільним, тобто неперервним до деформації залишається неперервним і після деформації (без порожнин, розривів).

• Гіпотеза про однорідність і ізотропність матеріалу. При цьому вважають, що властивості тіла в будь-якій точці і в будь-якому напрямку однакові.

• Гіпотези плоских перерізів. Плоскі перерізи, проведені в тілі до деформації, залишаються плоскими і після деформації. Вони залишаються нормальними до осі стержня в процесі деформації. Ця гіпотеза виправдовується дослідом в тому випадку, коли тіло має продовжену форму (стрижень, брус). Цю гіпотезу також називають гіпотезою Бернуллі

• Гіпотеза про ідеальну пружність і лінійну залежність між напруженнями і деформаціями. Ідеальна пружність — здатність тіла, яке здобуло деформацію, після усунення причин, що спричиняли її, повністю відновити свою початкову форму.

• Принцип Сен-Венана. В точках тіла, достатньо віддалених від місця прикладання зовнішніх сил, внутрішні зусилля (напруження) дуже мало залежать від способу прикладання цих сил. Такий принцип дозволяє замінити одну систему сил статично їй еквівалентною (переміщення сил з верхньої частини балки на нижню, заміна зосередженої сили на групу розподілених і навпаки).Інколи принцип Сен-Венана формулюють таким чином: Поблизу місць прикладення навантажень формули опору матеріалів недійсні .

• Принцип незалежності дії сил (суперпозиції). Ефект від суми впливу дорівнює сумі ефектів від окремого впливу. Згідно з цим принципом переміщення, напруження і деформації навантаженого тіла вважають незалежними від порядку прикладання сил.

2. Класифікація розрахункових схем

Реальна споруда - це складне сполучення багатьох, різних за призначенням, елементів. Серед них важливу роль відіграють елементи, які утримують споруду у стані опору дії навантажень. Ці елементи утворюють несучу конструкцію споруди . Наприклад, коли у промисловому будинку відкинути вікна, двері, перегородки, самонесучі цегляні чи панельні стіни, панелі перекрить, то залишиться несуча конструкція у вигляді просторового каркасу. Вона приймає на себе всі навантаження, які будуть діяти під час експлуатації будинку. Інженерне проектування повинно забезпечити надійність несучої конструкції. При розрахунку переходять до розрахункової конструкції яка отримується, коли у несучій конструкції є тільки елементи, які відіграють основну роль у опорі дії навантаження. У результаті часто замість просторової отримуємо плоску конструкцію. Розрахункова конструкція лишається ще складною для розрахунку, і подальше спрощення приводить до розрахункової схеми конструкції

В розрахунковій схемі відображена максирисьно можлива ідеалізація розрахункової схеми. Балки, колони і інші елементи, які можуть бути віднесені до стержнів, зображаються однією лінією - віссю елементу, ідеалізуються вузлові і опорні зв'язки і навантаження. Розрахункова схема, таким чином, є спрощене, ідеалізоване зображення споруди і навантаження . Розрахункова схема повинна бути простою, доступною для практичного розрахунку на даному рівні розвитку будівельної механіки, але, з іншого боку вона повинна якнайточніше відобразити роботу конструкції. Вибір розрахункової схеми - дуже відповідальна і важлива частина розрахунку. Правильний вибір може зробити інженер, який добре розуміє роботу конструкції і озброєний знаннями у галузі будівельної механіки.

Для багатьох типових конструкцій розроблені варіанти розрахункових схем. Всі розрахункові схеми можна класифікувати за різними ознаками.

В залежності від розташування елементів системи у просторі маємо плоскі і просторові системи. До плоских належать системи, у яких осі всіх елементів (включаючи опорні) і лінії дії зовнішнього навантаження розташовані в одній площині. Всі інші відносяться до просторових.

З геометричної точки зору споруди поділяються на три основні групи:

1. Стержневі системи - системи, утворені зв'язаними між собою елементами, у яких довжина значно перевищує розміри поперечного перетину

2. Плити, пластини, оболонки характерні тим, що два розміри елемента значно перевищують третій (товщину)

3. Масивні (блочні) системи - це системи з елементів, які мають всі розміри одного порядку

а) стержень б) пластина в) масив

У залежності від характеру з'єднання елементів між собою розрізняють системи з шарнірними вузлами з жорсткими вузлами і комбіновані

По напрямку опорних реакцій системи можуть бути безрозпірні і розпірні. Безрозпірними називають системи, у яких при вертикальному навантаженні виникають тільки вертикальні реакції. У розпірних системах при вертикальному навантаженні виникають горизонтальні складові опорних реакції