Būvmehānika, ievadkurss

1. BŪVMEHĀNIKAS PAMATJĒDZIENI, PRINCIPI UN HI-POTĒZES1.1. IevadsBūvmehānika ir praktiska mehānikas zinātnes daļa, kuras pētījumu objekti ir cieti deformējamiķermeľi un to sistēmas. Tās uzdevums ir prognozēt no šādiem objektiem veidotubūvkonstrukciju izturēšanos (deformēšanos un sabrukumu) ārējās slodzes, pašsvara,apkārtējās vides iedarbības un konstrukcijas materiāla īpašību izmaiľas rezultātā.Kaut arī būvmehānika nepārprotami ir deformējamu ķermeľu mehānika, tā bieţi izmantoarī uz teorētiskās mehānikas (materiāla punkta mehānikas, kuras pētījumu objektsir absolūti ciets ķermenis) principiem balstītus rezultātus. Šādi plaši pielietojamirezultāti ir ķermeľu līdzsvara nosacījumi, kuri iegūti izmantojot pieľēmumu, ka ķermenisir absolūti ciets (nosacījums, ka praktiski jebkurš ķermenis deformējas, netiekľemts vērā). Attiecībā uz piepūļu (spēku, momentu) līdzsvaru šāds pieľēmums praktiskinerada kļūdas, kuras būtu lielākas par aprēķinā pieļaujamām. Tādēļ arī praksē parastilieto šos vienkāršotos, toties ērtos vienādojumus. Tomēr jārēķinās ar to, ka virknē gadījumubezgalīgi cieta ķermeľa modelis nav izmantojams. Tā, piemēram, ļodzes gadījumājārēķinās ar reālu ķermeľa deformēto stāvokli un attiecīgie līdzsvara vienādojumijāsastāda tieši šādam stāvoklim.Pie teorētiskās mehānikas atziľām jāpieskaita secinājums, ka cietam ķermenim ir tikaisešas neatkarīgas kustības brīvības – trīs pārvietojumi telpisku koordinātu asu virzienosun trīs pagriezieni ap šīm asīm. Kustība rodas tikai tajā gadījumā, ja ir pielikti spēki vaimomenti un līdz ar to miera stāvoklis ir speciāls kustības gadījums, kad visu spēku projekcijusummas un visu spēku radīto momentu summas pret trim perpendikulārām asīmir vienādas ar nulli.Mehānikas daļu, kura pēta konstruktīvu elementu izturēšanos mehānisku iedarbību rezultātā,sauc par materiālu pretestību un šajā aspektā tā ir būvmehānikas sastāvdaļa, jorisina mehānikas uzdevumus atsevišķam būvkonstrukcijas elementam, piem., stienim.No prakses zinām, ka būvju struktūra ir daudz sareţģītāka un tā var sastāvēt no tādiemelementiem kā stienis (sija), plātne, čaula un trīsdimensionāls masīvs ķermenis. Klasiskābūvmehānika aprobeţojas ar noteikta tipa konstrukciju pētījumiem. Tās ir stieľusistēmas. Turpmāk izklāstītais attiecas tieši uz šī veida konstrukcijām.Būvmehānikas kā zinātnes nozares attīstība virzās divos principiālos virzienos:skaitlisko metoţu pilnveidošana un ESM pielietošana; aprēķina shēmu un izejas hipotēţu pilnveidošana.Būvmehānikas ietvaros tiek precizēti materiālu deformēšanās un sabrukuma modeļi,slogošanas nosacījumi, pieļaujamo slodţu lielumi, to iespējamās novirzes no uzdotajiemlielumiem, tiek izstrādātas optimizācijas metodes. Arvien ciešāka kļūst būvmehānikassaikne ar tādām praktiskās būvniecības nozarēm kā projektēšana, izgatavošanastehnoloģija, kā arī ar pielietojamo un skaitļošanas matemātiku, fiziku un konstrukcijuekonomiku.Būvmehānikas vai, precīzāk, būvju aprēķinu teorijas uzdevums ir nodrošināt konstruk-6