1. Предмет Сопротивление материалов. Цели и задачи курса.

При проектировании и возведении каждого сооружения нужно стремиться к тому, чтобы оно возможно лучше соответствовало своему назначению, т.е. было удобно для использования, построено прочно, экономно и красиво.

Для достижения прочности естественно желание увеличивать поперечные размеры различных частей сооружения. С другой стороны, в целях экономии материалов и средств необходимо стремиться к противоположному. Всегда можно найти наиболее целесообразное решение путем выбора таких размеров, чтобы обеспечить прочность и соблюдение условий

экономии.

Методы расчета сооружений излагаются в строительной механике в широком смысле этих слов. Она состоит из нескольких дисциплин:

–теоретической механики;

–сопротивления материалов;

–статики сооружений, являющейся строительной механикой в узком смысле;

–теории упругости и теории пластичности.

Теоретическая механика занимается вопросами равновесия и движения твердых тел.

Сопротивление материалов базируется на основных положениях теоретической механики, но учитывает физические свойства материалов. В этой дисциплине освещаются широко доступные методы расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость.

Таким элементом, рассматриваемым в сопротивлении материалов, является брус (стержень), т.е. тело, длина которого существенно больше его поперечных размеров.

Статика сооружений или строительная механика изучает действие сил на целые системы, состоящие из брусьев и стержней, и дает основы их расчета на прочность, жесткость и устойчивость.

В теории упругости рассматриваются, во-первых, те же вопросы, что и в сопротивлении материалов, но более углубленно, во-вторых, такие задачи, которые не разрешены элементарными методами сопротивления материалов. Отличительной особенностью теории упругости является сильно развитый математический аппарат.

Теория упругости применяется для расчета пластин, оболочек и массивов.

Теория пластичности изучает работу элементов конструкции в пластическом состоянии.

Все эти дисциплины тесно переплетаются, и установить четкие границы можно только условно.

Сопротивление материалов –наука экспериментально-теоретическая.

Теоретическим путем получают расчетные формулы, которые затем опытным путем проверяют в лабораториях. Кроме того, чисто опытным путем определяют механические характеристики материалов.

Расчеты на прочность связаны с определением размеров элементов конструкции, при которых она выдерживает внешнюю нагрузку без опасности разрушения. Расчеты на жесткость служат для определения (или проверки) таких элементов конструкций, при которых упругие перемещения, возникающие при действии на конструкцию эксплуатационных нагрузок, не превышают допустимых перемещений. Значения последних для некоторых конструкций (мостов, элементов пром. и гражд. сооруж., подъемных кранов) нормированы, для других–устанавливаются на основе опыта проектирования и эксплуатации аналогичных конструкций.

Расчеты на устойчивость служат для определения (или проверки) таких размеров элементов конструкций, при которых обеспечивается устойчивость исходной (заданной) формы их равновесия. Этим расчетам подлежат, в частности, сравнительно длинные и тонкие стержни, цилиндрические оболочки, нагруженные внешним давлением или испытывающие осевое сжатие. Потеря устойчивости связана со скачкообразным качественным изменением характера деформации элемента конструкции и переходом к новой, отличающейся от исходной, устойчивой форме равновесия, сопровождаемым резким нарастанием напряжений и перемещений.

Для изучения курса сопротивления материалов необходимо знание таких предметов, как математика, физика, материаловедение, начертательная геометрия и теоретическая механика.

В свою очередь, сопротивление материалов необходимо для изучения курса «Строительная механика», «Строительные конструкции».