Строительная механика - Закрепления конструкции или степени свободы узлов.⁠⁠

Доброе утро, добрый день, добрый вечер и спокойной ночи !

На волне последних событий (битва конструкторов с моим участием, ищется по "Необычный вход в подъезд") мне кажется, было бы логично объяснить простым языком некоторые аспекты строительной механики и начать я решил с вешалки, т.е. закреплений. Если тема окажется интересной, то мы продолжим, и я постараюсь показать вам, что строительная механика может быть доступна практически каждому, на бытовом уровне.

Для массовой аудитории хватит следующих видов закрепления

1. Шарнирно неподвижная опора

2. Шарнирно подвижная опора

3. Жесткая заделка. ( рамный узел) ((Красивой фотки не нашёл)

4. свободный конец. (другой конец крановой балки, как вы можете видеть имеет рамный узел)

Так как отличить одно закрепление от другого ?

На помощь придёт понимание, а что мы собственно закрепляем ?

А закрепляем мы узлы ! Узел простым языком это базовая точка элемента, в которой он соединяется с другими элементами конструкции, допустим у балки их 2 - один в начале, другой в конце. У пластины их минимум 3 (минимальное количество точек, для построения плоскости).

Каждый узел имеет 6 степеней свободы !

Группа линейных перемещений

1 - Перемещение по оси X

2 - Перемещение по оси Y

3 - Перемещение по оси Z

Группа угловых перемещений

4 - Поворот относительно оси Х

5 - Поворот относительно оси Y

6 - Поворот относительно оси Z

Собственно получим !

Отсутствие закрепления / свободный конец / консоль

Все степени свободы доступны узлу, гуляй куда хочешь, правда не забывай что ты на поводке хД

Узнать такое в природе очень легко, так как оно банально ничем не закреплено и ни на чём не лежит.

Шарнир

В общем и целом это узел, перемещения которого ограничены, а хотя-бы один повороты нет. И этим поворотом в нашем случае будет поворот вокруг оси У, т.к. именно он позволяет балке изгибаться - т.е. работать.

Шарнирно подвижная опора: Допустим, балка просто лежит на 2-х опорах за счёт собственного веса. Со стороны обывателя, она ничем не закреплена, со стороны строительной механики, она закреплена от перемещений по оси Z. Ведь опора не даёт ей упасть, но при это разрешает ей поворачиваться как угодно. И данная опора будет оставаться шарнирно подвижной, пока балка узел опирания балки, может перемещаться по плоскости опоры.

Шарнирно НЕподвижная опора: Как только запретили балке перемещать узел опирания во всех трёх направлениях, узел стал шарнирно неподвижным. Однако при этом, это всё ещё шарнир пока мы не запретим углы поворота этого узла относительно оси У.

Жесткое закрепление: Полное и безоговорочное лишение узла ВСЕХ степеней свободы. Идеальный жесткий узел, это все стыки в монолитных конструкциях.

В природе легко опознается если при поворот и перемещение любого элемента, влекут такие-же изменения во всех присоединённых элементах.

Таким образом, я надеюсь мы разобрались, что "закрепление" это условное название для всех видов ограничения степени свободы узла, и это не всегда подразумевает наличие специального механизма или устройства. Даже просто лежать, уже значит быть "закреплённой" на строительном языке.

С ув. Sunbro.marko.