Санкт-петербург-москва краснодар

ВВЕДЕНИЕ


Строительной механикой, согласно принятому определению, называет­ся наука о расчете сооружений на прочность, жесткость и устойчивость. Однако это определение требует пояснений. В строительной механике изу­чаются не сами сооружения, а идеализированные представления о них, ко­торые описываются теми или иными уравнениями. Эти идеализированные представления называются расчетными схемами. В курсах сопротивления материалов и теории упругости изучаются отдельные объекты: стержни, пластинки, оболочки и т. д. В строительной механике изучаются объек­ты, представляющие системы, состоящие из стержней, пластин, оболо­чек, массивов и др., т. е. строительная механика рассматривает составные объекты, представляющие собой модели реальных конструкций. Этими конструкциями могут быть здания, сооружения, машины, транспортные средства и др.
Важнейшей частью строительной механики, в которой формируются ее основные понятия, является строительная механика стержневых систем, с которой обычно начинается ее изложение.
Еще римский архитектор Марк Витрувий (1 в. до н. э.) в своем трактате «Десять книг об архитектуре» — единственном дошедшим до нас античном трактате по этому вопросу, провозгласил три важнейших требования к лю­бому сооружению: прочность, польза, красота. Эти требования остались неизменными и в наши дни.
Строительная механика — наука о прочности конструкций, как ни­какая другая, следовала требованиям практики и развивалась смеете с практикой — в первую очередь строительства, а затем и машиностроения. Поэтому методы строительной механики несут на себе печать времени, места, где они были созданы и личности их создателя. Историю разви­тия методов строительной механики можно связать с историей развития промышленности и строительства, культуры и науки в различных странах

9

в разное время, что представляет большой интерес для истории культу­ры в целом. Вместе с тем, полная история строительной механики еще не написана. История строительной механики, особенно на начальном эта­пе развития, неотделима от истории наук о прочности в целом. Этому вопросу посвящено несколько замечательных книг: С. П. Тимошенко «История науки о сопротивлении материалов (перевод с английского)» (М., 1955); С. А. Бернштейн «Очерки по истории строительной механики»; Н. Н. Малинин «Кто есть кто в сопротивлении материалов».
В начальный период своего развития строительная механика не была самостоятельной наукой, а сливалась с общей механикой. Самостоятельно как наука строительная механика стала успешно развиваться лишь в пер­вой половине XIX в. в связи с начавшимся усиленным строительством мо­стов, железных дорог, плотин, судов п крупных промышленных сооруже­ний. Отсутствие методов расчета таких сооружений не позволяло осуще­ствлять достаточно легкие п одновременно надежные конструкции.
Начало науки о прочности связывают обычно с именем знаменито­го физика, математика п астронома Галилео Галилея (1564—1642), когда развитие судоходства поставило задачу увеличения тоннажа судов п из­менения их конструкций. Галилей, занимавшийся этим вопросом, устано­вил, что при увеличении размеров судов одним только пропорциональным увеличением всех размеров брусьев нельзя обеспечить их прочность; он доказал, что геометрически подобные тела, находящиеся под действием собственной массы, не являются одинаково прочными. Развитию науки о прочности в XVIII в. в большой степени способствовали успехи высшей математики п механики; особо важное значение имели работы Эйлера п Лагранжа.
Наш великий соотечественник М. В. Ломоносов (1711 — 1765), один из первых занимавшийся вопросами прочности материалов, сделал ряд заме­чательных открытий в самых разнообразных областях науки. Величайшей заслугой Ломоносова является то, что он фактически подошел к открытию всеобщего закона сохранения материи, а тем самым п закона сохранения энергии, имеющего исключительно большое значение п для строительной механики. В частности, с помощью этого закона установлен универсаль­ный метод определения перемещений.
Знаменитый русский механик И. П. Кулпбпн (1733—1818), известный многими изобретениями в различных областях техники, используя законы общей механики, дал в 1776 г. проект арочного деревянного моста проле­том 300 м через реку Неву в С.-Петербурге. Для определения очертания осп арки он применил веревочный многоугольник. С помощью модели он определил распор арки; эта работа положила начало экспериментальному