Qurilish mexanikasi haqida tushuncha. Hisobiy fanlarning nomlari va o‘zlashtirish tartibi Qurilish mexanikasi

2-MAVZU Qurilish mexanikasi yoxud hisobiy fanlar
Reja:

1. 
   Qurilish mexanikasi haqida tushuncha.
   
2. 
   Hisobiy fanlarning nomlari va o‘zlashtirish tartibi
   

Qurilish mexanikasi - inshootlarning mustahkamligi, bikirligi, chidamliligi va tebranish-tebranmasligini oʻrganish, tekshirish va hisoblash bilan shugʻullanadigan fan. Asosiy obʼyektlari—tekis va fazoviy plastinka va qobiqlardan iborat sistemalar. Konstruksiyalarni hisoblashda turli taʼsirlar, asosan, statik va dinamik nagruzkalar va temperaturaning oʻzgarishi hisobga olinadi. Hisoblashdan maqsad sistema elementlarida vujudga keladigan ichki zoʻriqishlarni, ayrim nuqtalarining siljishini, sistemaning turgʻunlik va tebranish sharoitini aniqlashdan iborat. Hisoblash natijalari asosida bino va in-shootlarning mustahkamligi uchun zarur ayrim elementlari kesimlarining oʻlchami aniklanadi. Qurilish mexanikasidagi nazariy hisoblashlar nazariy mexanika, materiallar karshiligi, elastiklik nazariyasi, plastiklik nazariyasi va boshqalarga asoslanadi. Qurilish mexanikasi inshootlar nazariyasi, inshootlar statistikasi deb ham ataladi.
Inshootlarni hisoblash uchun dastlab ularning hisobiy sxemasi (mode-li) aniqlanadi. Shu maqsadda real inshootlardan faqat mahalliy nagruz-kalarni qabul qiladigan va amalda inshoot ishida butunlay ishtirok etmaydigan elementlar fikran olib tashlanadi va inshootning soddalashtirilgan sxemasi tuziladi. Hisobiy sxemada inshoot elementlari shartli ravishda chiziq, tekislik, qiyshiq yuzalar tarzida tasvirlanadi. Qurilish mexanikasida oʻzaro uzel qilib tutashtirilgan alohida elementlar yoki sterjenlardan iborat diskret sxema (ferma, rama, arkalar), bitta uzluksiz elementdan iborat kontinual sxema (mas, qobiq) va alohida sterjenlari (mas, kolonnaga tayanuvchi qobiq) boʻlgan diskret-kontinual sxema boʻladi.
Hisoblashda inshootlar barcha elementlarining oʻzaro bogʻliqligi hisobga olinadi. Amalda uchraydigan inshootlar sistemalari faqat statik tenglamalardan foydalanib hisoblash mumkin boʻlgan statik aniq sistemalar va statik tenglamalardan tashqari deformatsiyalarning oʻzaro bogʻliqlik tenglamalaridan ham foydalanib hisoblanadigan statik aniqmas sistemalarga boʻlinadi.
Diskret aniqmas statik sistemalarni hisoblashda kuch usuli, siljish usuli va aralash usuldan foydalaniladi. Kuch usuli boʻyicha hisoblashda inshootning tanlangan hisobiy sxemasida bogʻlanishlarning bir qismi "tashlab yuboriladi" (hisobga olinmaydi). Bu bilan berilgan sistema statik aniq va geometrik jihatdan oʻzgar-mas sistemaga aylantiriladi, "tash-lab yuborilgan" bogʻlanishlar kuch bilan almashtirilib, kanonik tenglamalar tuziladi. Bu tenglamalarni yechishda topilgan ortiqcha nomaʼlumlar nagruzka bilan birga asosiy sistemaga tashqi kuchlar sifatida "qoʻyiladi", soʻngra sistema elementlaridagi ichki zoʻri-qishlar va ayrim nuqtalarining sil-jishi aniqlanadi. Siljish usulida berilgan sistemaga qoʻshimcha bogʻlanishlar qoʻyib, asosiy sistema hosil qilinadi. Bundan maqsad sistemani deformatsiyasi va zoʻriqishlari oldindan oʻrganilgan sistemaga aylantirishdir. Bogʻlanish yoʻnalishi boʻyicha siljishlar ortiqcha nomaʼlum deb qabul qilinadi. Aralash usulda kuch va siljish usullaridan bir-galikda foydalaniladi; bunda asosiy sistema baʼzi bogʻlanishlarni qoʻshish, baʼzilarini olib tashlash yoʻli bilan hosil qilinadi. Shuning uchun kuch va siljishlar ortiqcha nomaʼlum boʻladi.
Kontinual statik aniqmas sistemalarni hisoblashda siljish funksiyalari yoki zoʻriqishlar nomaʼlum deb qabul qilinadi. Bularni aniqlash uchun differensial tenglamalar tuziladi. Tenglamalar yechilgandan soʻng ichki zoʻriqishlarning qiymati aniqlanadi. Hisoblash amaliyotda kompyu-terdan foydalanish kontinual siste-malarni hisoblash uchun diskret hisobiy sxemalardan ham foydalanishga imkon beradi. Bunda kontinual sistema oʻzaro bikir yoki elastik bogʻlanishlar bilan birikadigan sistemalarni hisoblashda kuch usuli ham, sil-jish usuli ham qoʻllaniladi. Geometrik chiziqlimas sistemalar ham uchraydi. Bularni hisoblashda siljish ancha katta boʻlganligidan sistema geo-metriyasining oʻzgarishi va deformatsiya jarayonida nagruzkaning siljishi hisobga olinadi. Inshootning turgʻunligi va tebranishini oʻrganish Qurilish mexanikasi ning muhim vazifasidir. Inshootning qanchalik turgʻun ekanligini hisoblashda statik, energetik va dinamik usullar qoʻllaniladi. Ular yordamida kritik parametrlar aniqlanadi. Hozir Qurilish mexanikasiga doir barcha diagnostika va hisoblash ishlari asosan kompyuterlar bilan bajariladi.
Qurilish mexanikasining inshootlarni hisoblash usullari mexanika va materiallar qarshiligi fanlarining taraqqiy etishi bilan rivojlana bordi. 19-asrgacha Qurilish mexanikasida grafik usul bilan hisoblash usuli qoʻllanildi va bu usul "grafostatistika" deb ataldi. 20-asrga kelib grafik usul oʻrnini analitik usul egalladi. 18—19-asrlarda L. Eyler, Ya.Ber-nulli, J. Lagranj va S. Puasson ishlari asosida kelib chiqqan analitik usullar 19-asr 2-yarmidan temir yoʻl koʻpriklari, yirik sanoat inshootlari qurilishi natijasida jadal rivojlandi. Yuqorida aytib oʻtilgan fanlarning rivojlanishi tufayli Qurilish mexanikasi usullari ham takomillashib bordi. Oʻzbeknston meʼmorligi qadimiyligi, turli-tuman meʼmoriy yodgorliklari bilan mashhur. Qadimiy milliy bino va inshootlar juda murakkabligi, geometrik shakllarning koʻpligi, zilzilabardosh qilib qurilganligi bilan ajralib turadi. Ularni qurishda meʼmorlar Qurilish mexanikasi usullaridan foydalanishgan. Hozir ham Oʻzbekistonda zamonaviy bino va inshootlar bilan birga tarixiy meʼmorlik anʼa-nalaridan ham foydalaniladi va bunda Qurilish mexanikasi usullari keng qoʻllaniladi. Oʻzbekistonda bino va inshootlarni zilzilabardosh qilib qurishga alohida eʼtibor beriladi. Oʻzbekistonda Qurilish mexanikasiga doir ilmiy tadqiqot ishlari, asosan, Toshkent arxitektura-qurilish institutida, Samarqand Davlat arxitekturaqurilish institutida, Toshkent Davlat texnika universitetida, Toshkent temir yoʻl transporti muhandislari institutida, Oʻzbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Mexanika va inshootlarning seysmik mustahkamligi ilmiy tadqiqot institutida olib boriladi.
Biror ob’ektning loyihasini mukammal barpo qilish jangda biror qalani egallashdek gap. Qalani birgina qilich yoki birgina nayza bilan egallab bo‘lmagani singari, loyihani ham birgina fan, masalan, birgina nazariy mexanika yoki birgina materiallar qarshiligi bilan nihoyasiga yetkazib bo‘lmaydi. Qalani qo‘lga olish uchun uzoq vaqt tayyorgarlik ko‘rish va mavjud barcha qurollarni ishga solish lozim bo‘ladi. Xuddi shuning singari, loyihani muvoffaqiyatli ado etish uchun turli hisobiy va texnologik fanlardan mohirona foydalanish talab etiladi.
Loyihani bajarish jarayonida ob’ektning yuk ko‘taruvchi konstruksiyalari mustahkamlik, bikirlik va ustivorlikka hisoblanadi.
Mustahkamlik deganda nima tushiniladi?
Ko‘z oldingizga keltiring, tekis asfalt yo‘lning bir tomonidan katta tezlik bilan zamonaviy tank va ikkinchi tomondan “Tiko” rusumli yengil avtomobil shtop bilan kelyapti. Tasodifan har ikkalasi to‘qnashib ketdi, deylik. Endi to‘qnashuv natijasini ko‘z o‘ngingizda gavdalantiring. Tikoni pachag‘i chiqib ketganini, tankka esa jin ham urmaganini ko‘rasiz. Chunki, tank bilan Tikoning mustahkamligi orasida yer bilan osmoncha farq bor. Tank bilan tank, Tiko bilan Tiko to‘qnashsa, manzara biroz boshqacharoq bo‘ladi; sababi, har ikkala transport vositasining mustahkamligi deyarli bir xil. Boshqa bir misol: qishloq yo‘llaridagi bir eski yog‘och ko‘prikdan Tiko osongina o‘tib ketdi, deylik. Ammo, eski ko‘prik Tikoga nisbatan 10-15 marta og‘irroq bo‘lgan tankni ko‘taraolmasligi aniq. Chunki, ko‘prik eshak aravaning og‘irligiga moslab qurilgan. Fan tili bilan aytganda, ko‘prik konstruksiyasining mustahkamligi tank singari og‘ir yukning ta’siriga hisoblanmagan.
Shundan kelib chiqib, mustahkamlik nima, degan savolga, konstruksiyalarning o‘ziga qo‘yilgan yuk (kuch)larni erkin ko‘tara olish qobiliyati, deb javob berishimiz mumkin. Masalan, mustahkam ko‘prik, yoki inshoot o‘ziga qo‘yilgan yuklarni bemalol ko‘tarib tura oladi. Mustahkamligi yetarli darajada bo‘lmasa – bosib qoladi.
Xo‘sh, bikirlik deganda nima tushuniladi?
Bikirlik solqilik (egilish)ga nisbatan teskari ma’noni anglatuvchi so‘z bo‘lib, konstruksiya elementlarining egilish darajasini belgilaydi. Xalq orasida bir ibora bor: Toshmat ota bikr qaribdi, yoshi saksondan oshsa ham qaddi bukilmagan. Eshmat ota esa juda bo‘sh qaribdi, yoshi oltmishga bormay, bukchayib qolibdi. Bikirligi me’yorida bo‘lgan konstruksiya, yuk ta’sir etganda Toshmat ota kabi, dastlabki geometrik shaklini saqlaydi. Bikirligi kam konstruksiya Eshmat ota kabi solqilinadi. Bundan hulosa shuki, biz quradigan imoratlar va ularning konstruksiyalari yetarli darajada bikirlikka ega bo‘lishi lozim, ya’ni ular tashqi yuklar ta’sirida me’yoridan ortiqcha egilmasligi zarur. Konstruksiyalarning qanchagacha egilishi mumkinligi me’yoriy hujjatlarda belgilab qo‘yilgan.
Odatda siqilishga ishlaydigan elementlar (masalan, ustunlar) ustivorlikka tekshiriladi.
Xo‘sh, ustivorlikning o‘zi nima? Qo‘limizga po‘lat chizg‘ich olib, ikki uchidan asta siqamiz. Kuch kam bo‘lgan paytda chizg‘ich to‘g‘ri chiziqli shaklini saqlaydi. Endi siquvchi kuchni asta oshirib boramiz. Kuchning qiymati ma’lum miqdorga yetganda chizg‘ich birdaniga egiladi, ammo sinmaydi; kuchni qabul qilishda davom etadi. Agar kuchni chizg‘ichdan olsak, u dastlabki to‘g‘ri chiziqli holatiga qaytadi. Sterjen yoki chizg‘ichning to‘g‘ri chiziqli holatdan egri chiziqli holatga o‘tishi ustivorlikning buzilishi deb ataladi. Agarda sterjen siquvchi kuch ta’sirida dastlabki to‘g‘ri chiziqli holatini saqlab tursa, uning ustivorligi ta’minlangan bo‘ladi. Agarda egilsa, ustivorligi ta’minlanmagan bo‘ladi. O‘z – o‘zidan ayonki, biz quradigan binolarning ustunlari ustivor bo‘lishi darkor, ya’ni unga qo‘yiladigan yuklar ta’sirida egilib ketmasligi lozim.
Xulosa qilib aytganda, biz bino va inshootlarda qo‘llaydigan konstruksiyalar materialidan qat’iy nazar (metallmi, temirbetonmi, yog‘ochmi, plastmassami) mustahkam, bikir va ustivor bo‘lishi shart.
Qurilajak bino yoki inshoot yuqoridagi talablarga javob beradigan bo‘lishi uchun hisobiy fanlar yordamida hisoblanadi. Hisobiy fanlarning nomlari va o‘zlashtirish tartibi 1- blok sxemada keltirilgan.
Hisobiy fanlarni bir azim daraxt desak, sxemadagi dastlabki uchta fan uning o‘q ildizlari hisoblanadi. To‘rtinchi katak – daraxtning tupi. Mirishkor bog‘bonlar bir tup daraxtda bir necha xil meva yetishtirdilar: bitta shohida olma pishsa, boshqasida nok, yana bir shohida hurmo va h.k. “Qurilish konstruksiyalari” daraxtining bir shohida metall, bir shohida temirbeton, yana bir shohida yog‘och va plastmassa konstruksiyalari yetiladi. Bularning hammasi bitta ildizdan ozuqa oladi. Ildizlar tup bilan birga yagona organizm hosil qiladi. Daraxtni ildizsiz tasavvur etib bo‘lmagani kabi, hisobiy fanlarni bir biridan ayro tasavvur etib bo‘lmaydi. Bu fanlarning bari zanjir kabi o‘zaro bog‘langan. Birini bilmay turib, ikkinchisini o‘zlashtirib bo‘lmaydi. Talaba zanjirdagi fanlardan birini o‘zlashtirmasa – zanjir uziladi. Uzilgan zanjir – ishga yaramaydi. Shuning uchun talaba o‘qishning birinchi kunidan boshlab barcha fanlarni o‘z o‘rnida, o‘z vaqtida o‘zlashtirib borishi zarur.