Будівельна механіка — це наука про методи розрахунку споруд на міцність, жорсткість, стійкість та коливання.
Як самостійна наука будівельна механіка почала розвиватися у першій половині XIX століття у зв'язку з активним будівництвом мостів, залізниць, гребель, суден і великих промислових споруд. Відсутність методів розрахунку таких споруд, що не дозволяла створювати легкі, економічні й одночасно надійні конструкції спричинила інтенсивний розвиток окремих розділів теоретичної механіки, опору матеріалів, теорії пружності і теорії пластичності у напрямку прикладного їх використання для розрахунку будівельних конструкцій.
Предмет будівельної механіки
Будівельна механіка вивчає складні механічні системи (споруди), до яких входять елементи різних типів: масивні тіла, пластини, оболонки, стрижні. Вона розглядає статику, динаміку і стійкість споруд)[2]. У класичній будівельній механіці розглядаються лише стрижневі системи. Однак практичні потреби обумовили появу нових, спеціальних курсів будівельної механіки, де розглядаються нестрижневі системи.
У результаті з'явилися такі спеціалізовані курси, як «Будівельна механіка корабля» (розглядається розрахунок пластин і оболонок), «Будівельна механіка авіаційних конструкцій» (розглядається розрахунок пластинок і оболонок стосовно конструкцій літака). У цих курсах у більшій мірі використовуються методи теорії пружності, які є значно складнішими, ніж методи класичної будівельної механіки.
Граничні стани, що розглядаються будівельною механікою
Усі інженерні (будівельні) конструкції і споруди — будівлі, мости, резервуари, корпуси автомобілів, літаків, суден та інших конструкцій — повинні задовольняти умовам міцності, жорсткості та стійкості. Умови міцності полягають у тому, що зусилля і напруження в елементах конструкцій не повинні перевищувати величин, за яких ці елементи можуть зруйнуватися.
Умови механічної жорсткості полягають у тому, що деформації в елементах конструкцій не повинні перевищувати величин, за яких ці елементи чи вся конструкція в цілому стане не придатною до експлуатації.
Умови стійкості полягають у тому, що при знятті навантажень споруда повинна відновлювати свій попередній стан.
У найбільшій мірі вивчений і висвітлений в літературі розділ будівельної механіки — будівельна механіка стрижневих систем, до яких відносяться ферми, балки, рами, арки та комбіновані системи, що утворюються поєднанням балок, рам, ферм.
Основні задачі
Будівельна механіка обмежується визначенням напружень, деформацій і переміщень під дією зовнішніх навантажень і не розглядає критеріїв міцності, як це робиться в опорі матеріалів.
Сучасна будівельна механіка має цілу низку класифікацій задач, що розглядаються.
Розрізняють плоскі задачі, що розв'язуються у двовимірній системі координат і просторові задачі, що розглядаються у тривимірному просторі. Зазвичай просторові конструкції намагаються розчленувати на плоскі елементи, розрахунок яких простіший, хоча це не у всіх випадках вдається. Більшість основних методів розрахунку й теорем викладається щодо плоских систем. Подальші узагальнення на просторові системи, як правило, вимагають лише написання громіздкіших рівнянь.
Розрізняють також, статичні задачі будівельної механіки і динамічні. Останні повинні враховувати інерційні властивості конструкції, що виражаються через похідні по часу. Сюди ж відносяться задачі, пов'язані з врахуванням в'язких властивостей матеріалів, повзучості й тривалої міцності. Таким чином, існує будівельна механіка статичних систем і будівельна механіка динамічних систем.
Будівельна механіка поділяється також на лінійну й нелінійну. Розрізняють геометричну й фізичну нелінійності. Геометрична нелінійність рівнянь будівельної механіки звичайно виникає при великих переміщеннях і деформаціях елементів, котрі в будівельних конструкціях зустрічається порівняно рідко. Фізична нелінійність з'являється при відсутності пропорційності між зусиллями й деформаціями, тобто при використанні неідеально пружних матеріалів. Фізичною нелінійністю в тому або іншому ступені володіють всі конструкції, однак при малих напруженнях нелінійні залежності можна замінити лінійними.
Виставка знаходиться на абонементі навчальної літератури для студентів старших курсів та професорсько-викладацького складу , ауд.212.
Підготувала провідний бібліотекар Дворжак Світлана Романівна.
