Введение - Задачи и развитие строительной механики

Строительная механика - наука о методах расчета сооружений на прочность, жесткость и устойчивость.

В начальный период (до XIX в) строительная механика развивалась в рамках общей механики. В науке она выделилась в первой половине XIX в. в связи с началом массового строительства железных мостов, плотин, мостов, крупных судов и промышленных сооружений;.

У истоков науки о прочности стоит великий ученый Галилео Галилей (1554-1642 гг.). Ряд его выводов о сопротивлении балок изгибу являются ценными и сегодня. Однако создать цельную теорию изгиба балок ему так и не удалось, ибо он ошибочно считал, что при изгибе все волокна балок растянуты. Кроме того, в то время не была установлена связь между напряжениями и деформациями. Позже Р. Гуком (1678 г.) этот закон был сформулирован в простейшей форме: каково растяжение - такова сила, В последующем" во второй половине ХУТ11 в. были проведены экспериментальные исследования, установившие наличие в изгибаемой балке как сжимающих, так и растягивающих напряжений. Это, в свою очередь, привело к решению задачи об изгибе балки, поставленной Галилеем. Большое значение в тот период времени в развитие механики имели работы Эйлера и Лагранжа, успехи высшей математики.

Одним из первых ученых России проблемами прочности заинтересовался М. Ломоносов, в частности, сформулированный им закон сохранения энергии является одним из основополагающих в строительной механике, На базе его разработан универсальный метод определения перемещений.

Значителен вклад в развитие механики, особенно в области экспериментальных методов, русского механика И. Кулибина (1733 - 1818 гг.). Он разработал проект арочного деревянного моста пролетом 300 м через Неву, при этом он первым применил при расчете усилий правило веревочного многоугольника сил. Одним из самых блестящих проектов металлического моста также принадлежит И. Кулибину. Он предложил его в виде трехарочной системы.

Дальнейшее развитие теория и практика мостостроения получили в работах Д. Журавского (1821 - 1891 гг.). Он разработал теорию расчета плоских ферм. Ему же принадлежит создание теории касательных напряжений при изгибе.

Большое количество работ посвятил статике сооружений замечательный инженер, академик В. Г.Шухов (1853-1939). Гиперболоидные ажурные башни, наливные речные и морские суда, сетчатые своды получили широкое распространение во всем мире благодаря его таланту. Он же положил начало развития актуальнейшего в настоящее время направления строительной механики - оптимизация конструкций.

Профессор Л. Д.Проскуряков (1858-1926) впервые предложил при строительстве моста через Енисей шпренгельные фермы, а усилия в них он определял посредством линий влияния.

Всеобщую признательность завоевали труды таких выдающихся ученых как Н. И.Мусхелишвили (плоская задача теории упругости), М. В.Келдыш (задачи механики самолета), М. А.Лаврентьев (приложение функций комплексных переменных в механике) В. З.Власов (теория оболочек), И. М.Рабинович (теория стержневых систем) и др.

Исследования по механике в Молдавии были начаты в 50-х годах работами В. Г.Чебана по динамическим задачам теории упругости. С образованием в 1964 году КПИ им. С. Лазо, в республике интенсивно развиваются работы по актуальным направлениям механики - теории упругости неоднородных тел и теории оболочек.

У истоков теории упругости неоднородных тел стоял профессор Колчин Глеб Борисович, создавший не только кафедру строительной механики, новое научное направление, но и воспитавший целую плеяду учеников. Ряд из них трудятся в Техническом Университете, другие успешно работают в учебных заведениях Украины, Канады, США.

Интересные прикладные задачи по расчету строительных конструкций и сооружений с учетом сейсмических воздействий решались в филиалах ЦНИИСКа и НИИ оснований, в ряде проектных институтов.

Работы ученых республики завоевали международное признание, о чем свидетельствуют доклады на представительных конференциях по механике, большое число монографий, проведение ряда всесоюзных конференций на базе кафедры строительной механики.

В связи с появлением ЭВМ существенные видоизменения произошли в статике и динамике сооружений. Широкое распространение получил метод конечных элементов, на базе которого создан ряд мощных автоматизированных комплексов по расчету зданий и сооружений (Лира, Феникс и др.), позволяющих с высокой степенью точности оценить напряженно-деформированное состояние конструкций, проектировать оптимальные сооружения.

Являясь самостоятельной наукой, механика деформируемых тел, а строительная механика - ее составная часть, не может развиваться вне связи с другими дисциплинами.

Основу составляют физика и теоретическая механика, основные выводы и результаты которых используются широко в механике.

Ряд прикладных научных направлений вплотную примыкают к строительной механике. Так сопротивление материалов и теория упругости часто понимают как разделы строительной механики в широком смысле этого определения. В курсах строительных конструкций используются выводы и результаты строительной механики для решения конкретных инженерных задач.

Основным инструментом решения задач механики является современный математический аппарат. Механика и математика теснейшим образом исторически взаимосвязаны. Многие ученые-математики были и замечательными механиками, достаточно вспомнить имена И. Ньютона, Л. Эйлера, Коши, Пуассона, Мусхелишвили, Келдыша и др.

Похожие статьи




Введение - Задачи и развитие строительной механики

Предыдущая | Следующая