Statická určitost, neurčitost a přeurčitost jsou pojmy z oboru statiky, zejména statiky stavebních konstrukcí. Určitost nebo stupeň statické neurčitosti či přeurčitosti konstrukce vyjadřují vztah mezi počtem vnitřních a vnějších stupňů volnosti konstrukce v a počtem vazeb rušících stupně volnosti, neboli počtem složek reakcí a. Konstrukce je staticky určitá, pokud platí rovnost , tedy když počet stupňů volnosti přesně odpovídá počtu vazeb a navíc je determinant příslušné soustavy lineárních rovnic různý od nuly,. Podmínka pro determinant znamená, že pro neznámé síly a momenty musíme dostat jednoznačné a konečné hodnoty, vylučující výjimkové případy uspořádání konstrukce, tedy vznik mechanismu. Se statickou určitostí souvisí tvarová neboli kinematická určitost konstrukce a rovnici statické určitosti lze považovat také za rovnici kinematické určitosti.[1][2]
Staticky neurčitá konstrukce
Pokud je u konstrukce větší počet neznámých složek reakcí vazeb než je počet rovnic rovnováhy, platí nerovnost , pak se jedná o staticky neurčitou konstrukci. I v tomto případě platí, že determinant ze součinitelů neznámých sil musí být různý od nuly. Z hlediska kinematické určitosti se jedná o konstrukci kinematicky přeurčitou. Takovou konstrukci nelze řešit pouze s využitím statických podmínek rovnováhy, ale je třeba využít i podmínky deformační.[3] Statickou neurčitost (neboli stupeň statické neurčitosti) např. rovinné prutové soustavy lze snížit či zcela odstranit vložením vnitřních kloubů do konstrukce. Přibude další statická podmínka rovnováhy, a to, že ohybový moment v tomto kloubu je roven nule. O tuto podmínku, tedy o jeden stupeň tak klesne statická neurčitost konstrukce. Toho se využívá například u Gerberových nosníků, používaných v poddolovaném území.[4]
V případě, že je u konstrukce menší počet neznámých složek reakcí vazeb než je počet rovnic rovnováhy, platí nerovnost , jedná se o staticky přeurčitou konstrukci. Tak lze označit konstrukci i v případě, že determinant soustavy neznámých sil se rovná nule. Z hlediska kinematické určitosti se jedná o konstrukci kinematicky neurčitou. Takový případ nelze pro stavební praxi použít, protože vazbami nejsou vyrušeny všechny stupně volnosti a konstrukce může být v rovnováze pouze při zvláštních způsobech zatížení.[1]
Doplňující poznámky k teorii 1. řádu a teorii 2. řádu
Výše uvedené definice platí přesně pro základní jednoduchou a běžnou statickou teorii 1. řádu, kdy se při výpočtu reakcí vazeb neuvažují možné deformace soustavy, tj. při výpočtu reakcí se soustava chápe jako tuhé těleso.[5]
V případě, že se aplikuje přesnější a složitější teorie 2. řádu, což není vždy nezbytně nutné, pak se při výpočtu reakcí vazeb uvažuje určitý stupeň deformace soustavy, tj. při výpočtu reakcí se soustava chápe jako deformovatelné těleso. I když je úloha staticky určitá, pak pro výpočet reakcí ve vazbách je vždy nutné přidat další rovnici, která se stanovuje z deformační (okrajové) podmínky.[5]
Reference
↑ abJaroslav Kadlčák, Jiří Kytýr, Statika stavebních konstrukcí I., VUTIUM, Brno 1998, str. 120
↑Ferdinand Schleicher, Příručka pro stavební inženýry I.,v překladu kolektivu pod vedením Vladimíra Štulce, SNTL, Praha 1960, str. 417
↑Jaroslav Kadlčák, Jiří Kytýr, Statika stavebních konstrukcí I., VUTIUM, Brno 1998, str. 164
↑Jaroslav Kadlčák, Jiří Kytýr, Statika stavebních konstrukcí II., VUTIUM, Brno 2004, str. 81
↑ abFRYDRÝŠEK, Karel. Some Selected Tasks of Elasticity and Plasticity 4 (Basic Nonlinear Mechanics of Deformable Bodies in Examples). 1. vyd. Ostrava, Czech Republic: VSB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, 2016. 139 s. ISBN978-80-248-4152-6.