Тема: Плоские стержневые системы
Стержневые системы и их классификация
В сопротивлении материалов и в строительной механике при расчёте конструкций вместо них самих рассматриваются расчётные схемы или механические модели. В таких расчётных схемах стержни соединяются друг с другом связями в виде шарниров или жёстких узлов. Примерами простейших стержневых систем являются фермы с м. рис. Отличительной особенностью фермы является то, что нагрузку к ферме можно прикладывать в виде сосредоточенных сил только к узлам. Это объясняется тем, что стержни, из которых состоит ферма, испытывают деформацию растяжения или сжатия. Если нагрузку к ферме в виде сосредоточенной силы или распределенной нагрузки приложить непосредственно к стержню, соединяющему узлы, а не в узле, то такая нагрузка вызовет изгиб стержня, на который он не рассчитан. Внеузловое приложение нагрузки к ферме может привести к ее разрушению. Фермы получили широкое распространение как несущие конструкции на транспорте в мостовых сооружениях, в строительной индустрии для перекрытия больших пролетов при строительстве различных сооружений: промышленных цехов, концертных и торговых залов, ангаров, в машиностроении и т.д.
Усилия в фермах определяются методом сечений (вырезания узлов).
Кинематический анализ стержневых систем
Свойство систем изменять свою форму при отсутствии деформации называется их кинематической изменяемостью. При определении изменяемости или неизменяемости стержневой системы следует представить себе все её элементы абсолютно жёсткими. Каждую абсолютно жёсткую часть системы называют обычно диском.
В соответствии с классификацией по кинематическому признаку существуют три типа стержневых систем: геометрически изменяемые, геометрически неизменяемые и мгновенно изменяемые системы.
Геометрически изменяемыми называются такие стержневые системы, перемещение узлов которых возможно при отсутствии деформаций стержней системы. Сформулируем определение для геометрически изменяемой системы, используя понятие о связи и числе степеней свободы: геометрически изменяемой называется такая стержневая система, у которой число степеней свободы больше числа связей. В технике такие системы называют механизмами. Одним из примеров геометрически изменяемой системы является пантограф, используемый на транспорте для передачи тока от контактного провода к двигателю транспортного средства (см. рис.)
Шарниры в точках А, В, С и D пантографа позволяют менять его конфигурацию в зависимости от необходимости. При этом прямые углы, образуемые элементами пантографа, изменяются, а деформации стержней пантографа не возникают.
Геометрически неизменяемыми называются стержневые системы, перемещение узлов которых происходит только за счет деформации стержней системы или за счет смещения опор конструкции. В геометрически неизменяемой системе число степеней свободы всегда или равно числу связей или меньше числа связей. В геометрически неизменяемую систему можно превратить пантограф, если соединить узлы пантографа А и С жестким стержнем (см. рис.). 
Теперь, чтобы изменить прямые углы СВА или CDA системы, нужно преодолеть сопротивление стержней системы и вызвать их деформацию.
С кинематической точки зрения мгновенно изменяемыми называются такие стержневые системы, которые допускают бесконечно малые перемещения узлов системы без деформации ее элементов. С этой точки зрения эти стержневые системы похожи на геометрически изменяемые. Но в отличие от геометрически изменяемых систем в мгновенно изменяемых системах при бесконечно малых перемещениях узлов возникают бесконечно большие усилия и напряжения в стержнях, что приводит к мгновенному разрушению конструкции. Покажем это на примере стержневой системы, состоящей из двух горизонтально расположенных стержней, соединенных в узле В шарниром (см. рис.).
Следует отметить, что мгновенно изменяемые системы нельзя использовать в качестве несущих конструкций.
Задание. Изучить данный материал и выполнить краткий конспект по основным понятиям ( выполнив схематически рисунки и сделав к ним пояснения )