Будівельна механіка

Будівельна механіка вивчає складні механічні системи (споруди), до яких входять елементи різних типів: масивні тіла, пластини, оболонки, стрижні. Вона розглядає статику, динаміку і стійкість споруд)[2]. У класичній будівельній механіці розглядаються лише стрижневі системи. Однак практичні потреби обумовили появу нових, спеціальних курсів будівельної механіки, де розглядаються нестрижневі системи.

У результаті з'явилися такі спеціалізовані курси, як «Будівельна механіка корабля» (розглядається розрахунок пластин і оболонок), «Будівельна механіка авіаційних конструкцій» (розглядається розрахунок пластинок і оболонок стосовно конструкцій літака). У цих курсах у більшій мірі використовуються методи теорії пружності, які є значно складнішими, ніж методи класичної будівельної механіки.

Усі інженерні (будівельні) конструкції і споруди — будівлі, мости, резервуари, корпуси автомобілів, літаків, суден та інших конструкцій — повинні задовольняти умовам міцності, жорсткості та стійкості.

Умови міцності полягають у тому, що зусилля і напруження в елементах конструкцій не повинні перевищувати величин, за яких ці елементи можуть зруйнуватися.

Умови механічної жорсткості полягають у тому, що деформації в елементах конструкцій не повинні перевищувати величин, за яких ці елементи чи вся конструкція в цілому стане не придатною до експлуатації.

Умови стійкості полягають у тому, що при знятті навантажень споруда повинна відновлювати свій попередній стан.

У найбільшій мірі вивчений і висвітлений в літературі розділ будівельної механіки — будівельна механіка стрижневих систем, до яких відносяться ферми, балки, рами, арки та комбіновані системи, що утворюються поєднанням балок, рам, ферм.

Будівельна механіка обмежується визначенням напружень, деформацій і переміщень під дією зовнішніх навантажень і не розглядає критеріїв міцності, як це робиться в опорі матеріалів.

Сучасна будівельна механіка має цілу низку класифікацій задач, що розглядаються.

Розрізняють плоскі задачі, що розв'язуються у двовимірній системі координат і просторові задачі, що розглядаються у тривимірному просторі. Зазвичай просторові конструкції намагаються розчленувати на плоскі елементи, розрахунок яких простіший, хоча це не у всіх випадках вдається. Більшість основних методів розрахунку й теорем викладається щодо плоских систем. Подальші узагальнення на просторові системи, як правило, вимагають лише написання громіздкіших рівнянь.

Розрізняють також, статичні задачі будівельної механіки і динамічні. Останні повинні враховувати інерційні властивості конструкції, що виражаються через похідні по часу. Сюди ж відносяться задачі, пов'язані з врахуванням в'язких властивостей матеріалів, повзучості й тривалої міцності. Таким чином, існує будівельна механіка статичних систем і будівельна механіка динамічних систем.

Будівельна механіка поділяється також на лінійну й нелінійну. Розрізняють геометричну й фізичну нелінійності. Геометрична нелінійність рівнянь будівельної механіки звичайно виникає при великих переміщеннях і деформаціях елементів, котрі в будівельних конструкціях зустрічається порівняно рідко. Фізична нелінійність з'являється при відсутності пропорційності між зусиллями й деформаціями, тобто при використанні неідеально пружних матеріалів. Фізичною нелінійністю в тому або іншому ступені володіють всі конструкції, однак при малих напруженнях нелінійні залежності можна замінити лінійними.

Розрахунки в будівельній механіці базуються на певних припущеннях і гіпотезах. Вони збігаються з допущеннями і гіпотезами опору матеріалу, але повинні бути віднесені до всієї споруди в цілому.

Будівельна механіка поділяється на напрямки, що відносяться до розрахунку конструкцій певного виду: стержневих конструкцій (ферм, рам, балкових систем і арок), пластин і пластинчастих систем, оболонок, гнучких ниток і вантових систем, пружних і непружних основ, мембран і т. д.

Порівняно новим напрямком у будівельній механіці є вивчення систем з випадковими параметрами, тобто такими, величина яких може бути передбачена лише ймовірнісними методами. Наприклад, величина максимального снігового навантаження за заданий період часу є імовірнісною величиною. Розрахунок споруд із урахуванням імовірності появи тих чи інших станів складає предмет теорії надійності й імовірнісних методів розрахунку, що стали невід'ємною частиною сучасної будівельної механіки.

При Академії будівництва України існує відділення «Будівельна механіка і будівельна фізика» (керівник відділення Баженов В. А., вчений-секретар Лізунов П. П.).

У Відділенні працюють двадцять два дійсні члени Академії будівництва України, які виконують дослідження в галузі будівельної механіки і будівельної фізики в наступних закладах:

• Науково-дослідному інституті будівельної механіки КНУБА (академіки Баженов В. А., Гоцуляк Є. 0., Гуляр 0. І., Дехтярюк Є. С., Лізунов П. П.),
• Київському національному університеті будівництва і архітектури (академіки Корбут В. П., Лисицький М. Ф., Малкін Е. С., Підгорний О. Л., Худенко А. А., Шкельов Л. Т.),
• Науково-дослідному інституті механіки швидкоплинних процесів Міносвіти і науки України (академік Верюжський Ю. В.),
• Національному транспортному університеті (академіки Піскунов В. Г., Рассказов 0. 0.),
• Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут» (академік Сахаров О. С.),
• Полтавському технічному університеті (академік Строй А. Ф.),
• Придніпровській державній академії будівництва та архітектури (академік Прусаков О. П.),
• Одеській державній академії будівництва і архітектури (академік Темнов І. І.),
• Харківській державній академії міського господарства (академік Намітоков К. К.),
• Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури (академіки Редько О. Ф., Шеренков І. А.).

• Баженов В. А., Перельмутер А. В., Шишов О. В. Будівельна механіка. Комп'ютерні технології. Підручник. — К. : Каравела, 2009. — 696 с. — ISBN 966-8019-86-5.
• Будівельна механіка : навч. посіб. для студ. спец. "Пром. та цивільне буд-во" і "Гідротехн. буд-во" / Г. П. Дорошук, В. М. Трач ; Ін-т змісту і методів навчання, Укр. держ. акад. вод. госп-ва. - К. : [б.в.], 1996. - 520 с.
• Будівельна механіка : підруч. для студ. вищ. навч. закл., які навчаються за напрямом підготов. "Будівництво" / Е. Д. Чихладзе ; Укр. держ. акад. залізн. трансп. - Х. : УкрДАЗТ, 2011. - 320 с. : рис., табл.
• Будівельна механіка статично невизначених стержневих систем: навч. посіб. [для студентів буд. спец. ВНЗ] / Б. С. Попович, О. Р. Давидчак ; М-во освіти і науки України, Нац. ун-т «Львів. політехніка». — Львів: Вид-во Львів. політехніки, 2014. — 216 с. : іл. — Бібліогр.: с. 212 (13 назв). — ISBN 978-617-607-555-4
• Будівельна механіка та металеві конструкції  : підручник / В. А. Баженов, О. Ф. Дащенко, Л. В. Коломієць, О. В. Ухов. – Одеса  : Астропринт, 2001. - 432 с.

• Будівельна механіка // Термінологічний словник-довідник з будівництва та архітектури / Р. А. Шмиг, В. М. Боярчук, І. М. Добрянський, В. М. Барабаш ; за заг. ред. Р. А. Шмига. — Львів, 2010. — С. 39. — ISBN 978-966-7407-83-4.
• http://budmex.com.ua/lib/structural-mechanics-preamble Архівовано 1 січня 2011 у Wayback Machine.
• Дистанційне навчання за фахом «Інженерна механіка». Будівельна механіка (матеріал для вивчення) (укр.)^{[недоступне посилання з травня 2019]}
• Сайт Академії будівництва України (укр.)