Механика изучается студентами специальности "Архитектура" в течение двух семестров. По окончании сдаются экзамены.

Целью преподавания «Механики» является обучение студентов инженерным методам расчетов на прочность, устойчивость и жесткость простейших элементов строительных конструкций в условиях действия постоянных нагрузок.

К задачам изучения «Механики» следует отнести:

– развитие студентами навыков самостоятельной работы в практике инженерных расчетов;

– освоение теоретического материала, который позволит заложить основу для изучения курсов строительной механики, строительных и инженерных конструкций.

Содержание дисциплины

Тема 1. Введение

Цель и задачи дисциплины «Механика». Краткий исторический очерк раз-вития науки. Ее связь с другими общеинженерными и специальными дисциплинами. Инженерно-базовые дисциплины, входящие как самостоятельные разделы в единую дисциплину «Механика»: «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Строительная механика». Внешние силы и их классификация: поверхностные и объемные, статические и динамические. Основные объекты, изучаемые в механике: брус (стержень), пластина, массивное тело.

Раздел I. Теоретическая механика

Тема 2. Основы теоретической механики

Аксиомы статики. Следствия их аксиом. Плоская система сходящихся сил. Сложение двух сходящихся сил. Силовой многоугольник. Геометрические условия равновесия плоской системы сходящихся сил. Аналитическое условие равновесия плоской системы сходящихся сил. Плоская система произвольно расположенных сил. Момент силы относительно точки. Теорема Вариньона. Момента пары сил на плоскости. Эквивалентность пар. Сложение пар, лежащих в одной плоскости. Теорема о параллельном переносе силы. Приведение силы к данной точке. Равнодействующая плоской системы сил. Частные случаи приведения плоской системы сил. Условие равновесия произвольное системы сил. Условие равновесия плоской системы пар. Форма уравнений равновесия.

Раздел II. Сопротивление материалов

Тема 3. Введение в сопротивление материалов

Основные гипотезы и допущения сопротивления материалов. Связи и их реакции. Активные и реактивные силы. Внутренние силы и метод сечений. Главный вектор и главный момент внутренних сил в сечении. Внутренние силы в поперечном сечении бруса. Продольная и поперечная силы, крутящий и изгибающий моменты. Основные виды деформации стержня: осевое растяжение – сжатие, сдвиг, кручение, изгиб. Понятие о расчетной схеме бруса. Эпюры внутренних силовых факторов.

Тема 4. Растяжение и сжатие

Центральное растяжение–сжатие прямого стержня. Продольные силы. Их связь с нагрузкой. Напряжения в поперечных сечениях бруса. Основные допущения, продольные и поперечные деформации бруса. Закон Гука при растяжении и сжатии. Модуль Юнга (упругости) Е и коэффициент Пуассона ν. Перемещения поперечных сечений бруса. Жесткость поперечных сечений. Эпюры напряжений и перемещений. Напряжения на наклонных площадках. Теорема парности касательных напряжений при растяжении–сжатии. Потенциальная энергия деформации при растяжении–сжатии. Механические свойства материалов при растяжении и сжатии. Диаграмма растяжения пластических материалов. Основные механические характеристики материалов: предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести, предел прочности. Упругие и пластические деформации. Понятие об истинной диаграмме растяжения. Диаграмма сжатия пластических материалов. Разгрузка и повторное нагружение. Диаграммы растяжения и сжатия хрупких материалов. Особенности раз-рушения хрупких материалов. Расчеты на прочность и жесткость при растяжении–сжатии. Основные виды расчета на прочность в механике материалов: определение напряжений (поверочный расчет), подбор сечения, определение грузоподъемности. Влияние температуры на механические свойства материалов. Гипотеза Неймана.

Тема 5. Сдвиг

Напряжения и деформации при сдвиге. Механические свойства материалов при чистом сдвиге. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига G. Зависимость между G, Е и ν для изотропного тела. Потенциальная энергия деформации при сдвиге.

Тема 6. Кручение

Кручение прямого стержня. Эпюра крутящих моментов. Кручение прямого стержня круглого поперечного сечения. Основные допущения. Напряжения в поперечных сечениях бруса. Угол закручивания. Жесткость при кручении. Три вида задач при кручении: определение напряжений или углов закручивания, подбор сечений и вычисление допускаемого крутящего момента по прочности и жесткости. Полярные моменты инерции и сопротивления круглого сечения. Потенциальная энергия деформации при кручении. Кручение стержней некруглого поперечного сечения.

Тема 7. Геометрические характеристики плоских  сечений

Статические моменты плоской фигуры. Осевой, полярный и центробежный моменты инерции. Осевые моменты инерции для  прямоугольника, треугольника и круга. Изменение моментов инерции при параллельном переносе осей координат. Изменение осевых и центробежных моментов инерции при повороте координатных осей. Главные оси инерции. Главные моменты инерции. Вычисление моментов инерции сложных сечений. Радиусы инерции.

Тема 8. Изгиб

ИИзгиб прямого бруса в главной плоскости. Внешние силы, вызывающие изгиб. Внутренние силы в поперечных сечениях бруса при изгибе: изгибающие моменты и поперечные силы. Чистый и поперечный изгибы. Дифференциаль-ные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и интен-сивностью распределенной нагрузки. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения при чистом изгибе. Основные допущения. Закон Гука при изгибе. Формула нормальных напряжений. Жесткость при изгибе. Распространение выводов чистого изгиба на поперечный изгиб. Касательные напряжения при изгибе брусьев сплошных сечений (формула Журавского). Распределение касательных напряжений по сечениям прямоугольного и дву-таврового профиля. Касательные напряжения в тонкостенных конструкциях. Касательные напряжения в тонкостенных стержнях. Потенциальная энергия деформации при изгибе. Три основных типа расчетов при изгибе.

Раздел III. Строительная механика

Тема 9. Введение в строительную механику

Предмет и задачи строительной механики, ее связь с другими дисциплинами. Нагрузки и воздействия. Расчетные схемы. Гипотезы и допущения. Образование систем. Неизменяемые, изменяемые и мгновенно изменяемые системы. Анализ геометрической неизменяемости: число степеней свободы, структурный анализ.

Тема 10. Статически определимые составные балки

Виды статически определимых составных балок. Их кинематический ана-лиз. Определение опорных реакций. Построение эпюр моментов и поперечных сил.

Тема 11. Плоские фермы

Понятие о ферме. Классификация ферм. Исследование неизменяемости и статической определимости ферм. Аналитические способы расчета и анализ работы ферм. Шпренгельные фермы.

Тема 12. Перемещения

Действительная работа внешних и внутренних сил. Возможная работа внешних и внутренних сил. Теоремы о работе сил на упругих перемещениях. Формула Максвелла-Мора. Способ перемножения эпюр Верещагина. Частные случаи перемножения эпюр.

Тема 13. Метод сил

Методы расчета статически неопределимых систем. Степень статической неопределимости. Сущность метода сил. Основная система. Канонические уравнения. Общий алгоритм расчета на примере плоской рамы. Построение эпюр M, Q и N и проверки. Определение перемещений в статически неопределимых системах.

Тема 14. Метод перемещений

Сущность метода и основные допущения. Степень кинематической неопределимости. Основные неизвестные. Основная система. Канонические уравнения. Первая теорема Рэлея. Методы определения коэффициентов и свободных членов системы канонических уравнений. Построение эпюр M, Q и N и проверки. Алгоритм расчета.