Рис. 11. Свободно опертая балка.

Ответ на этот вопрос дает так называемая теория балок, которую, пожалуй, можноназвать становым хребтом техники. Но, к сожалению, этот "хребет" представляетсобой pons asinorum для студентов технических вузов.Большинство из них механически заучивают формулы теории балок лишь для того,чтобы проскочить на экзаменах; понимать эти формулы они начинают гораздо позже,когда настает время мучаться над собственными проектами. Поэтому давайте покаоставим всю эту кухню интегрирования эпюр и попытаемся подступиться к существупроблемы.

Начнем с того, что вспомним высказанную ранее мысль об отсутствии четкогоразличия между понятиями "материал" и "конструкция". Большие балки, напримерперекрытия железнодорожных мостов, подобно детскому конструктору, собираютсяиз многих малых стержней. Эти стержни работают как на растяжение, так ина сжатие. Способ передачи нагрузки в такой решетчатой балке, или ферме,по существу не отличается от того, как передается нагрузка в сплошной балке,даже такой, как половая доска. В решетчатой балке вся нагрузка передаетсятолько путем сжатия и растяжения стержней. В сплошной балке такой решеткинет, но мы можем представить себе ее как бы прошивающей всю балку.

Для определенности начнем анализ с консольной балки, то есть с балки,один конец которой встроен в стену или жестко закреплен каким-либо другимспособом на любом основании (на языке инженеров это называется "заделка"):к другому концу консоли приложена нагрузка. Такую консоль рисовал еще Галилей(рис. 12); правда, он неверно рассчитал прочность своей консоли, что, впрочем,ему простительно. Мы же построим нашу консоль только из стержней и натянутыхструн.