Staatika on mehaanika alaliik ja uurib kehade tasakaalu ja jõusüsteemide lihtsustamist. Aluseks on jõu mõiste. Meie ümber olevad kehad võivad üksteist mehaaniliselt mõjutada kas kokkupuute teel (raamat laual, seisame põrandal, millega avaldame pinnale survet) või mingi välja vahendusel (gravitatsiooniväli). Staatika uurib olukorda, kus keha olek ei muutu, s.t. konstruktsioon on tasakaalus.

Abistatavateks teadusteks on tugevusõpetus, ehitusmehaanika ja matemaatika. Selleks, et läbi viia arvutusi keerulistes konstruktsioonides ja olukordades tehakse teatud lihtsustusi, mis tegelikult olukorda ei muuda. Arvutamisel kasutatakse konstruktsiooni mudelit ehk arvutusskeemi.

 

Ehitusmehaanika uurib konstruktsioonide kandevõimet sõltuvalt ehitusmaterjali omadustest.

Arvutamisel on aluseks materjali mudel, mis väidab:

• Materjal on ühtlaselt jaotatud üle kogu mahu
• Materjal on elastne s. t jõu eemaldamisel võtab materjal esialgse kuju
• Materjal on homogeenne s.t. ühtlase struktuuriga
• Materjal on isotroopne s.t. igas suunas ühesugused omadused
• Kui materjalile pole rakendatud koormusi, siis puuduvad pinged
• Konstruktsiooni paigutused on väikesed võrreldes elemendi mõõtudega
• Deformatsioonid on võrdelised koormusega - mida suurem koormus , seda suurem on deformatsioon

 

Tugevusõpetuse ülesandeks on tagada konstruktsioonielementide

• tugevus, et kanda koormust ilma purunemata
• jäikus s.t. kanda koormust ilma liigse deformeerumiseta (ei painduks)
• stabiilsus ehk püsivus - säilitada koormust kaotamata oma olekut
• võimalikult väike hind

 

Tugevusõpetuse arvutustes mudeli alusel eeldatakse:

1. Jõudude mõju sõltumatust - s.t. jõusüsteemi mõju on võrdne üksikute jõudude summaga.

2. Mõõtmed ei muutu - s.t. tehakse arvutused algmõõtmetega ja ei arvestata deformatsioone.

 

 

Konstruktsiooni mudel on lihtsustatud arvutusskeem, mis vastab konstruktsiooni tegelikule töötamisele.

Konstruktsiooni mudel määrab konstruktsiooni kuju skemaatiliselt 3 gruppi:

• Varras - pikkus oluliselt suurem kui teised mõõtmed

- tala - horisontaalne varras, mis võtab vastu vertikaalset koormust

- post - vertikaalne varras, mis võtab vastu survekoormust

• Plaat - paksus oluliselt väiksem kui teised mõõdud

- plaat - tasapinnaline konstruktsioon

- koorik - kõverapinnaline konstruktsioon

• Keha - kõik mõõtmed samas suurusjärgus

Konstruktsioonile mõjuvad koormused

Koormused võivad mõjuda kogu konstruktsiooni ulatuses või konstruktsiooni mingile osale. Koormus võib esineda ka hajutatult ehk lauskoormusena, mis omakorda jaotatakse ruum-, pind- ja joonkoormuseks.

Koormused võivad olla :

1. alalised - konstruktsiooni omakaal
2. ajutised - lumi , tuul, jne.
3. staatiline koormus - paigalolev koormus
4. dünaamiline koormus - liikuv koormus

 

Tähistused:

• Ühtlane jaotatud koormus q, mis on omakaal, kausskoormus ja ajutised koormused (lumi, vihm jne)
• Staatiline koormus P