Устойчивость элементов конструкций

Основные понятия.

Для обеспечения надежной работы конструкций, при проектировании, помимо расчетов на прочность и жесткость необходимо выполнять расчет на устойчивость, т.к. потеря устойчивости одного элемента конструкции может привести к разрушению всей конструкции.

Под устойчивостью понимается способность системы сохранять свое начальное состояние равновесия при внешних воздействиях, а это значит, что все элементы конструкции должны деформироваться в таких пределах, чтобы характер их работы оставался неизменным, т.е. не изменялся вид деформации.

Различают три вида состояния равновесия: устойчивое, неустойчивое и безразличное.

У с т о й ч и в ы м называется такое состояние равновесия, при котором при возможных отклонениях системы от начального положения, возникают силы, стремящиеся вернуть ее в начальное состояние. (Этими силами могут быть силы тяжести, силы упругости, силы инерции).

Н е у с т о й ч и в ы м называется такое состояние равновесия, при котором при возможных отклонениях системы от начального положения возникают силы, стремящиеся удалить систему от исходного состояния.

Б е з р а з л и ч н ы м называется такое состояние равновесия, когда при возможных отклонениях системы от начального положения не возникают силы стремящееся вернуть ее и не возникают силы стремящиеся удалить ее от исходного положения.

Состояние безразличного равновесия является граничным между устойчивым и неустойчивым и является опасным в силу неопределенности. Поэтому это состояние равновесия называется критическим, а нагрузка, при которой система сохраняет безразличное состояние равновесия называется критической н а г р у з к о й. Очень существенно, что потеря устойчивости сопровождается нарастанием больших деформаций при малом увеличении нагрузки, поэтому явление носит характер внезапности, катастрофичности, что и делает его опасным.

Поэтому критическая нагрузка считается столь же опасной для конструкции, как и нагрузка, при которой происходит разрушение конструкции (как предел прочности).

Потеря устойчивости сжатого стержня сопровождается изгибом его оси, поэтому такой случай деформации называют продольным изгибом.