Стержнем в механике называют сплошное тело, два размера которого малы по сравнению с третьим. Стержни в теоретической механике рассматриваются как абсолютно твердые тела, имеющие прямолинейные или криволинейные очертания. Неподвижность стержня на плоскости обеспечивается связями, которые исключают линейные смещения одной из его точек в двух взаимно перпендикулярных направлениях и поворот стержня в плоскости. Это достигается использованием двух шарнирных опор, из которых одна подвижная, либо защемляющей опоры (заделки).
Напомним, что шарнирно подвижная опора является простой связью. Она препятствует смещению стержня только в одном направлении, перпендикулярном её подвижности. Строго в этом направлении действует реакция шарнирно подвижной опоры.
Шарнирно неподвижная опора является составной связью, исключающей линейные смещения стержня в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Реакцию такой опоры обычно раскладывают на две составляющие, направленные вдоль координатных осей.
Защемляющая опора обладает тремя простыми связями, исключающими линейные смещения стержня в двух взаимно перпендикулярных направлениях и его поворот в плоскости. Одна такая опора полностью обеспечивает неподвижность абсолютно твердого стержня на плоскости.
Стержень на двух шарнирных опорах (рис.5.1,а) называется балкой, а стержень с защемлением (рис.5.1,б) - балкой-консолью.
Рис.5.1
В строительной практике широко используются системы, составленные из нескольких стержней, объединенных между собой шарнирами. На рис.5.2 приведены примеры таких систем с криволинейными и прямолинейными стержнями. Первая из них называется аркой, а вторая - многопролетной статически определимой балкой.
Рис.5.2
Отдельные прямолинейные стержни системы могут объединяться между собой жестко, например, с помощью сварки. В этом случае образуется новый стержень ломаной формы. Системы, имеющие такие стержни, называются рамами. На рис.5.3,а изображена трехшарнирная рама, состоящая из двух шарнирно закрепленных стержней ломаной формы, которые объединены между собой шарниром.
Рис.5.3
Из прямолинейных стержней и шарниров образуются решетчатые системы, называемые фермами (рис.5.3,б). Плоская ферма рассматривается как абсолютно твердое тело и её неподвижность обеспечивается установкой двух шарнирных опор, из которых одна имеет подвижность вдоль опорной линии.
Более подробный анализ стержневых систем содержится в раздел III (основы строительной механики стержневых систем). Здесь же они рассматриваются с точки зрения определения реакций опор из условий равновесия.
