Пластина (строительная механика)


Пласти́на — тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями, расстояние между которыми, называемое толщиной пластины h=const, мало по сравнению с его другими размерами[1]. Имеется также следующее уточнённое определение пластины: пластина — тело, ограниченное цилиндрической поверхностью и двумя перпендикулярными к ней плоскостями, расстояние между которыми мало по сравнению с его другими размерами.[2] В том же значении, что и термин «пластина» также используется термин «пластинка».

Пластина — термин, используемый в строительной механике для описания расчётной схемы с учетом особенностей геометрии тела. Все тела имеют три измерения. В случае, когда один из размеров тела значительно отличается от двух других, для упрощения расчета на прочность, жесткость и устойчивость реальная трёхмерная конструкция может заменяться её расчетной схемой. Для пластин такой расчетной схемой является двухмерное плоское тело, перемещения которого определяются перемещениями плоскости, которая делит пополам толщину пластинки. Эта плоскость называется ’’срединной плоскостью’’. При изгибе пластинки срединная плоскость превращается в изогнутую поверхность. Линия пересечения боковой поверхности пластинки со срединной плоскостью называется контуром пластинки.

Используемое в определении пластины понятие «значительно отличается» не вполне определенно. В зависимости от особенностей нагружения пластины принимаются разные предельные соотношения между толщиной и другими размерами пластины. Наиболее надежным условием того, что строительный объект может рассматриваться как пластина, является сравнение результатов расчета двумя методами: как пластины и как плоского трехмерного тела. Ориентировочно принимается условие, что для пластины её толщина меньше других размеров не менее, чем в 5 раз. Тонкая пластина, у которой максимальный прогиб под действием поперечной нагрузки превышает четверть её толщины, называется гибкой пластиной[1]

Пластина, подвергающаяся изгибу из собственной плоскости, называется плитой. При расчете плиты обычно используются два допущения: первое — принимается, что прямолинейные элементы, нормальные к срединной плоскости, остаются после деформации прямыми, нормальными деформированной срединной поверхности (гипотеза прямых нормалей); второе — считается, что пластинка не сжимаема по толщине. Эти допущения позволяют выразить перемещения всех точек плиты через поперечные перемещения срединной плоскости. Расчёт пластин с использованием этих допущений составляет основу технической теории изгиба плит. Деформированное состояние плиты, при котором срединная плоскость переходит в цилиндрическую поверхность, называется цилиндрическим изгибом, а такая плита — балочной плитой.