Ста́тика спору́д (англ. structural statics) — розділ будівельної механіки, що розглядає методи розрахунку споруд на міцність, жорсткість та стійкість при статичному навантаженні. Ґрунтується на законах статики. Оскільки величина, напрям дії і місце прикладання статичного навантаження змінюються незначно, у розрахунках їх вважають незалежними від часу, а силами інерції, зумовленими дією цього навантаження, нехтують.
Основні вимоги, що ставляться до споруд
До будь-якої споруди ставляться такі головні вимоги:
- Нерухомість відносно основи та незмінюваність наданої геометричної форми протягом усього терміну служби.
- Міцність, жорсткість, стійкість. Міцність і стійкість гарантують безпеку експлуатації споруди, а достатня жорсткість обмежує деформацію його в таких межах, які не перешкоджають нормальним умовам експлуатації.
- Економічність. Економічність споруд визначається найменшими витратами коштів на матеріали і зведення споруди.
Основні завдання статики споруд
Для виконання основних вимог, що ставляться до споруд основними завданнями статики споруд є:
- Установлення законів утворення найвигідніших форм споруд, тобто таких форм, які задовольняють вищезгаданим вимогам.
- Визначення внутрішніх зусиль у різних перетинах елементів споруд і виконання розрахунків для підбору і перевірки їх розмірів. Однак в статиці споруд, як правило, ці розрахунки самостійно не розглядаються; передбачається, що вони відомі з курсу «Опір матеріалів».
- Вивчення пружних переміщень, що виникають у споруді під дією зовнішніх впливів.
- Дослідження стійкості споруд.
Статика споруд — наука прикладна, вона вивчає сучасні методи розрахунку споруд і сприяє економнішому витрачанню матеріалів та фінансових ресурсів.
Види статичних навантажень
Статичне навантаження буває нерухоме (наприклад, зовнішні задані сили, температурна дія) та рухоме (наприклад, переміщення транспортних засобів по споруді). Вплив рухомого навантаження оцінюють по так званих лініях впливу, що являють собою графічне зображення закону зміни якого-небудь чинника (наприклад, внутрішніх зусиль) у заданому елементі споруди при переміщуванні одиничного навантаження вздовж усієї споруди.
Основні допущення
Основні допущення, що вводяться в статику споруд для розрахунку пружних систем, ті ж, що і в опорі матеріалів, з тією лише різницею, що вони стосуються не окремого елемента, а до всієї споруди у цілому.
1. У визначених межах навантаження матеріал споруди характеризується досконалою пружністю, тобто після припинення дії навантаження деформація повністю зникає.
2. Переміщення точок споруди, обумовлені її пружними деформаціями, дуже малі порівняно з розмірами самої споруди. З цього припущення випливає, що зміни в розташуванні сил, що відбуваються при деформації споруди, можна не враховувати при складанні рівнянь рівноваги (при визначенні реакцій в'язей), а також при визначенні внутрішніх сил. Це положення іноді називають принципом початкових розмірів.
3. Переміщення точок пружно здеформованої споруди в певних межах навантаження є прямо пропорційним до сил, що викликають ці переміщення.
4. Справедливим є принцип незалежності дії сил: результат дії на споруду групи сил не залежить від послідовності навантаження ними споруди і дорівнює сумі результатів дії кожної з сил окремо. Під результатом дії сил в залежності від конкретного завдання можуть розумітися переміщення тієї чи іншої точки споруди, величина внутрішнього зусилля тощо.
Розрахункова схема споруди
Значна увага в статиці споруд приділяється розрахунковим схемам, якими враховується сумісна дія основи споруди, фундаменту і власне споруди.
Більшість споруд містить складні з'єднання елементів, з яких вони складаються. Розрахунок такої споруди, як єдиного цілого, виявляється вельми складним. Для розрахунку вдаються до спрощень, свідомо відмовляючись від цілої низки порівняно незначних факторів, і оперують спрощеними схемами споруд, що носять назву «розрахункові схеми». Розрахункові схеми є спрощеним зображенням дійсної споруди. Розрахункова схема повинна дозволяти зробити розрахунок споруди за ступенем складності прийнятним практично і в той же час повинна забезпечити розрахунку достатню достовірність і точність.
Методи статичного розрахунку споруд
Залежно від методу розрахунку розрізняють статично визначувані споруди і статично невизначувані. Для розрахунку перших достатньо лише рівнянь рівноваги статики. Другі ж можуть бути розраховані лише за допомогою додаткових (до рівнянь рівноваги статики) рівнянь, що враховують деформацію споруди.
Див. також
Примітки
- «Статика споруд» [ 21 лютого 2017 у Wayback Machine.] // Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- Шишман Б. А., 1989, с. 4.
- Писаренко Г. С., 1993, с. 14-15.
Джерела
- Писаренко Г. С. Опір матеріалів / Г. С. Писаренко, О. Л. Квітка, Е. С. Уманський. За ред. Писаренка Г.С. — К. : Вища школа, 1993. — 655 с. — .
- Баженов В. А., Перельмутер А. В., Шишов О. В. Будівельна механіка. Комп'ютерні технології. Підручник. — К. : Каравела, 2009. — 696 с. — .
- Шишман Б. А. Статика сооружений: Учеб. для техникумов. — М. : Стройиздат, 1989. — 384 с. — .
- Дарков А. В., Шапошников Н. Н. Строительная механика: Учеб. для строит. специальностей вузов. — 8-е изд. перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1986. — 607 с.
- Клаф Р., Пензиен Дж. Строительная механика. Общий курс. — М. : Стройиздат, 1986. — 520 с.
- Киселёв В. А. Строительная механика. Общий курс. — М. : Стройиздат, 1986. — 520 с.
Посилання
- Жорсткість споруди; Статика споруд // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 92; 183. — .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Sta tika sporu d angl structural statics rozdil budivelnoyi mehaniki sho rozglyadaye metodi rozrahunku sporud na micnist zhorstkist ta stijkist pri statichnomu navantazhenni Gruntuyetsya na zakonah statiki Oskilki velichina napryam diyi i misce prikladannya statichnogo navantazhennya zminyuyutsya neznachno u rozrahunkah yih vvazhayut nezalezhnimi vid chasu a silami inerciyi zumovlenimi diyeyu cogo navantazhennya nehtuyut Osnovni vimogi sho stavlyatsya do sporudDo bud yakoyi sporudi stavlyatsya taki golovni vimogi Neruhomist vidnosno osnovi ta nezminyuvanist nadanoyi geometrichnoyi formi protyagom usogo terminu sluzhbi Micnist zhorstkist stijkist Micnist i stijkist garantuyut bezpeku ekspluataciyi sporudi a dostatnya zhorstkist obmezhuye deformaciyu jogo v takih mezhah yaki ne pereshkodzhayut normalnim umovam ekspluataciyi Ekonomichnist Ekonomichnist sporud viznachayetsya najmenshimi vitratami koshtiv na materiali i zvedennya sporudi Osnovni zavdannya statiki sporudDlya vikonannya osnovnih vimog sho stavlyatsya do sporud osnovnimi zavdannyami statiki sporud ye Ustanovlennya zakoniv utvorennya najvigidnishih form sporud tobto takih form yaki zadovolnyayut vishezgadanim vimogam Viznachennya vnutrishnih zusil u riznih peretinah elementiv sporud i vikonannya rozrahunkiv dlya pidboru i perevirki yih rozmiriv Odnak v statici sporud yak pravilo ci rozrahunki samostijno ne rozglyadayutsya peredbachayetsya sho voni vidomi z kursu Opir materialiv Vivchennya pruzhnih peremishen sho vinikayut u sporudi pid diyeyu zovnishnih vpliviv Doslidzhennya stijkosti sporud Statika sporud nauka prikladna vona vivchaye suchasni metodi rozrahunku sporud i spriyaye ekonomnishomu vitrachannyu materialiv ta finansovih resursiv Vidi statichnih navantazhenStatichne navantazhennya buvaye neruhome napriklad zovnishni zadani sili temperaturna diya ta ruhome napriklad peremishennya transportnih zasobiv po sporudi Vpliv ruhomogo navantazhennya ocinyuyut po tak zvanih liniyah vplivu sho yavlyayut soboyu grafichne zobrazhennya zakonu zmini yakogo nebud chinnika napriklad vnutrishnih zusil u zadanomu elementi sporudi pri peremishuvanni odinichnogo navantazhennya vzdovzh usiyeyi sporudi Osnovni dopushennyaOsnovni dopushennya sho vvodyatsya v statiku sporud dlya rozrahunku pruzhnih sistem ti zh sho i v opori materialiv z tiyeyu lishe rizniceyu sho voni stosuyutsya ne okremogo elementa a do vsiyeyi sporudi u cilomu 1 U viznachenih mezhah navantazhennya material sporudi harakterizuyetsya doskonaloyu pruzhnistyu tobto pislya pripinennya diyi navantazhennya deformaciya povnistyu znikaye 2 Peremishennya tochok sporudi obumovleni yiyi pruzhnimi deformaciyami duzhe mali porivnyano z rozmirami samoyi sporudi Z cogo pripushennya viplivaye sho zmini v roztashuvanni sil sho vidbuvayutsya pri deformaciyi sporudi mozhna ne vrahovuvati pri skladanni rivnyan rivnovagi pri viznachenni reakcij v yazej a takozh pri viznachenni vnutrishnih sil Ce polozhennya inodi nazivayut principom pochatkovih rozmiriv 3 Peremishennya tochok pruzhno zdeformovanoyi sporudi v pevnih mezhah navantazhennya ye pryamo proporcijnim do sil sho viklikayut ci peremishennya 4 Spravedlivim ye princip nezalezhnosti diyi sil rezultat diyi na sporudu grupi sil ne zalezhit vid poslidovnosti navantazhennya nimi sporudi i dorivnyuye sumi rezultativ diyi kozhnoyi z sil okremo Pid rezultatom diyi sil v zalezhnosti vid konkretnogo zavdannya mozhut rozumitisya peremishennya tiyeyi chi inshoyi tochki sporudi velichina vnutrishnogo zusillya tosho Rozrahunkova shema sporudiDokladnishe Rozrahunkova shema Znachna uvaga v statici sporud pridilyayetsya rozrahunkovim shemam yakimi vrahovuyetsya sumisna diya osnovi sporudi fundamentu i vlasne sporudi Bilshist sporud mistit skladni z yednannya elementiv z yakih voni skladayutsya Rozrahunok takoyi sporudi yak yedinogo cilogo viyavlyayetsya velmi skladnim Dlya rozrahunku vdayutsya do sproshen svidomo vidmovlyayuchis vid ciloyi nizki porivnyano neznachnih faktoriv i operuyut sproshenimi shemami sporud sho nosyat nazvu rozrahunkovi shemi Rozrahunkovi shemi ye sproshenim zobrazhennyam dijsnoyi sporudi Rozrahunkova shema povinna dozvolyati zrobiti rozrahunok sporudi za stupenem skladnosti prijnyatnim praktichno i v toj zhe chas povinna zabezpechiti rozrahunku dostatnyu dostovirnist i tochnist Metodi statichnogo rozrahunku sporudZalezhno vid metodu rozrahunku rozriznyayut statichno viznachuvani sporudi i statichno neviznachuvani Dlya rozrahunku pershih dostatno lishe rivnyan rivnovagi statiki Drugi zh mozhut buti rozrahovani lishe za dopomogoyu dodatkovih do rivnyan rivnovagi statiki rivnyan sho vrahovuyut deformaciyu sporudi Div takozhDinamika sporudPrimitki Statika sporud 21 lyutogo 2017 u Wayback Machine Ukrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Shishman B A 1989 s 4 Pisarenko G S 1993 s 14 15 DzherelaPisarenko G S Opir materialiv G S Pisarenko O L Kvitka E S Umanskij Za red Pisarenka G S K Visha shkola 1993 655 s ISBN 5 11 004 083 4 Bazhenov V A Perelmuter A V Shishov O V Budivelna mehanika Komp yuterni tehnologiyi Pidruchnik K Karavela 2009 696 s ISBN 966 8019 86 5 Shishman B A Statika sooruzhenij Ucheb dlya tehnikumov M Strojizdat 1989 384 s ISBN 5 274 00618 3 Darkov A V Shaposhnikov N N Stroitelnaya mehanika Ucheb dlya stroit specialnostej vuzov 8 e izd pererab i dop M Vysshaya shkola 1986 607 s Klaf R Penzien Dzh Stroitelnaya mehanika Obshij kurs M Strojizdat 1986 520 s Kiselyov V A Stroitelnaya mehanika Obshij kurs M Strojizdat 1986 520 s PosilannyaZhorstkist sporudi Statika sporud Terminologichnij slovnik dovidnik z budivnictva ta arhitekturi R A Shmig V M Boyarchuk I M Dobryanskij V M Barabash za zag red R A Shmiga Lviv 2010 S 92 183 ISBN 978 966 7407 83 4