Levy - kappale, jota rajoittaa kaksi yhdensuuntaista tasoa, joiden välinen etäisyys, jota kutsutaan levyn paksuudeksi h = const, on pieni verrattuna sen muihin mittoihin [1] . Levystä on myös tarkennettu määritelmä: levy on kappale, jota rajoittaa lieriömäinen pinta ja kaksi sitä vastaan kohtisuoraa tasoa, joiden välinen etäisyys on pieni verrattuna sen muihin mittoihin. [2] Samassa merkityksessä kuin termiä "levy", käytetään myös termiä "levy".
Levy on rakennemekaniikassa käytetty termi kuvaamaan laskentakaavaa, jossa otetaan huomioon kappaleen geometria. Kaikilla kehoilla on kolme ulottuvuutta. Siinä tapauksessa, että yksi rungon mitoista eroaa merkittävästi kahdesta muusta, lujuuden , jäykkyyden ja vakauden laskennan yksinkertaistamiseksi todellinen kolmiulotteinen rakenne voidaan korvata sen suunnittelukaaviolla. Levyille tällainen laskentakaavio on kaksiulotteinen litteä kappale, jonka siirtymät määräytyvät levyn paksuuden puolittavan tason siirtymien mukaan. Tätä tasoa kutsutaan "mediaanitasoksi". Kun levyä taivutetaan, keskitaso muuttuu kaarevaksi pinnaksi. Levyn sivupinnan ja keskitason leikkausviivaa kutsutaan levyn ääriviivaksi.
Lautasen määritelmässä käytetty käsite "merkittävästi erilainen" ei ole tarkkaan määritelty. Levyn kuormituksen ominaisuuksista riippuen hyväksytään erilaiset rajaussuhteet levyn paksuuden ja muiden mittojen välillä. Luotettavin ehto sille, että rakennuskohde voidaan katsoa levyksi, on laskentatulosten vertailu kahdella menetelmällä: levynä ja tasaisena kolmiulotteisena kappaleena. Suunnilleen hyväksytään ehto, että levyn paksuus on vähintään 5 kertaa pienempi kuin muut mitat. Ohut levy, jonka suurin taipuma poikittaisen kuormituksen vaikutuksesta ylittää neljänneksen sen paksuudesta, kutsutaan joustavaksi levyksi [1]
Levyä, joka on taivutettu ulos omasta tasostaan, kutsutaan laatoksi . Laattaa laskettaessa käytetään yleensä kahta oletusta: ensimmäinen on, että oletetaan, että suoraviivaiset elementit, jotka ovat kohtisuorassa keskitasoon, pysyvät muodonmuutoksen jälkeen suorina, kohtisuorassa muodonmuutoksen jälkeen (suorien normaalien hypoteesi); toiseksi oletetaan, että levy ei ole kokoonpuristuva paksuudeltaan. Nämä oletukset mahdollistavat levyn kaikkien pisteiden siirtymien ilmaisemisen keskitason poikittaissiirtymien muodossa. Levyjen laskeminen näillä olettamuksilla muodostaa perustan levyn taivutuksen tekniselle teorialle. Laatan epämuodostunutta tilaa, jossa keskitaso siirtyy sylinterimäiseen pintaan, kutsutaan sylinterimäiseksi taivutukseksi ja tällaista laatta palkkilaattaksi.
Pystysuoraan sijoitettua levyä, joka on tasojännitystilassa, kutsutaan seinäksi tai palkkiseinäksi. Ohuet seinät voivat menettää paikallisen vakauden keskipinnan suuntaisten ulkoisten kuormien vaikutuksesta. Ohuiden seinien stabiilisuutta tarkistettaessa, kuten levyjen laskennassa, käytetään suorien normaalien hypoteesia.
Suunnittelun mukaan levyt voivat olla yksikerroksisia ja monikerroksisia (kaksi tai useampia kerroksia). Levyjä, joiden rivat sijaitsevat tasaisella nousulla yhteen tai kahteen suuntaan, kutsutaan uurrelevyiksi. Jos ripoja on viisi tai enemmän kumpaankin suuntaan, levy voidaan laskea anisotrooppiseksi malliksi. Ribbiotettua suorakaiteen muotoista levyä, jonka reunat ovat yhdensuuntaiset sen sivujen kanssa, kutsutaan ortotrooppiseksi levyksi.
Levyjen taivutus- ja värähtelyteorian perustaja on Jacob Bernoulli Jr. (1759-1789), joka vuonna 1789 sai levyn taivutukselle differentiaaliyhtälön pitäen sitä kahteen keskenään kohtisuoraan suuntaan venytettynä kielen järjestelmänä. Vuonna 1828 Augustin Cauchy (1789–1857) ja sitten vuonna 1829 Siméon Poisson (1781–1840) käyttivät elastisuusteorian yhtälöitä ratkaistakseen levyn taivutusongelman. [3]
Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), kuuluisa saksalainen fyysikko, joka tunnetaan työstään sähköisten piirien laskentateorian ja kiinteiden aineiden muodonmuutoksen parissa, kehitti levyn taivutusteorian vuonna 1850. Hänen ehdottama teoria perustuu kahteen laskentaa yksinkertaistavaan oletukseen: suorien normaalien hypoteesiin ja olettamukseen, että levymateriaali on kokoonpuristumaton paksuudeltaan.
I. G. Bubnov ehdotti menetelmää differentiaaliyhtälöiden integroimiseksi raja-arvoongelmien ratkaisemiseksi. I. G. Bubnov käytti tätä menetelmää vuonna 1902 laskeakseen laivan runkojärjestelmässä toimivia levyjä. B. G. Galerkin , ilmeisesti I. G. Bubnovista riippumatta, ehdotti samanlaista menetelmää differentiaaliyhtälöiden integroimiseksi, jota käytetään laajalti suorakaiteen muotoisten levyjen laskemiseen erilaisissa levyjen kuormitus- ja kiinnitysmenetelmissä. Menetelmä on saanut teknisessä kirjallisuudessa nimen Bubnov-Galerkinin menetelmä.
Nykyaikaiset levyjen laskentamenetelmät perustuvat elementtimenetelmän käyttöön .
Levy voi olla itsenäinen malli tai osa levyjärjestelmää. Erillisiä levyjä käytetään rakentamisessa seinäpaneelien, seinäpalkkien, laattojen ja katto- ja pinnoitelevyjen, perustuslaattojen jne. muodossa.
Vaaka- ja pystysuorat levyt, jotka on yhdistetty toisiinsa linkeillä, muodostavat kantojärjestelmän, jota rakennusten suhteen kutsutaan seinäjärjestelmäksi.
Vinot sijoitetut levyt voivat muodostaa jännelaakerirakenteita. Taiteeksi kutsutaan suorakaiteen muotoisten vinojen levyjen järjestelmää, jonka keskipinta avautuu tasolle. Tasasivuisten kolmio- tai puolisuunnikkaan muotoisten levyjen järjestelmää, jotka on yhdistetty samanpituisilla sivuilla, kutsutaan telttapeitteeksi.