Сторінка 15 з 22
Розрахункова схема споруди (конструкції)
Проектування будь-якої будівлі чи споруди починають з компонування, тобто вибору раціональної конструктивної форми. Вихідним матеріалом є технологічне завдання, в якому наводяться відомості технологічного та загально характеру, що стосуються передбачуваної експлуатації споруди.
Відомості технологічного характеру дають уявлення про виробничий процес, розташуванні і габаритах агрегатів і устаткування, а також залізничних і кранових шляхів (при їх наявності), вантажопідйомності кранів, їх режимах роботи, тимчасових навантаженнях і характер їх впливу, підземному господарстві, робочих майданчиках, черговості будівництва і можливості розширення виробництва і т.п.
Відомості загальнобудівельного характеру стосуються місця розташування будівлі або споруди на генеральному плані, відомостей гідрогеологічного характеру, освітлення, вентиляції, опалення та ряду інших вимог.
Виявлення раціонального компонування і рішення окремих конструкцій виробляють на підставі порівняння можливих варіантів.
Мета і призначення розрахунку конструкцій - забезпечити задані умови експлуатації і необхідну міцність, стійкість і жорсткість попередньо наміченої конструктивної схеми споруди при мінімальній витраті матеріалів, мінімальної витраті праці на виготовлення і монтаж.
Розрахунок споруд та їх конструктивних елементів проводиться на основі методів опору матеріалів та будівельної механіки. Основною метою цих методів є визначення внутрішніх зусиль, які виникають в конструкціях під дією прикладених навантажень.
Розрахунок починають з складання розрахункової схеми споруди (прийнятої розрахункової моделі). Під розрахунковою схемою споруди (конструкції) розуміють спрощену, ідеалізовану схему, яка відображає найбільш суттєві особливості реального споруди (конструкції), що визначають його поведінку під навантаженням.
Розрахункова схема споруди зазвичай викреслюється у вигляді ліній з показом основних розмірів (прольоту, висоти, в статично невизначених системах - жорсткостей складових елементів або їх співвідношень та ін.), Способів обпиранні і вузлів сполучень, всіх видів навантажень, що діють на споруду (конструкцію), і місць їх застосування.
Розрахункові моделі (в тому числі розрахункові схеми, основні передумови розрахунку конструкцій) повинні відображати дійсні умови роботи будівель або споруд, що відповідають розглянутій розрахунковій ситуації. При цьому повинні враховуватися фактори, що визначають напружене і деформується стану, особливості взаємодії елементів конструкцій між собою і підставою, просторова робота конструкцій, геометрична і фізична нелінійність, пластичні властивості матеріалів, можливі відхилення геометричних розмірів від їх номінальних розмірів. Однак при складанні розрахункової схеми приймається ряд припущень і спрощень, що значно полегшують розрахунок.
Так, наприклад, багато навантаження приймаються статичними, хоча для них характерно вплив з деякими ускорениями (наприклад, навантаження від людей, впливів мостових і підвісних кранів звичайного режиму роботи і т.п.).
У випадках неповної передачі вузлового моменту (взаємний поворот за рахунок піддатливості з'єднань) приймають шарнірне з'єднання.
Передача центрально прикладених навантажень виробляється у вигляді зосереджених сил, хоча в дійсності вони передаються через поверхню дотику елементів.
Стрижні приймаються прямолінійними, але деяка реальна погнутість допускається; через недосконалість вузлів і з'єднань в Укрупнювальне вузлах порушується співвісність елементів, що призводить до появи ексцентриситетів прикладання навантаження.
Ферму зазвичай розраховують як шарнірно-стрижневу систему, всі елементи якої працюють на осьовий розтяг-стиск, що суперечить дійсній конструкції, що має деякий защемлення елементів в вузлах.
Відмовляючись від того чи іншого спрощення або замінюючи його менш грубим, можна отримати більш точну розрахункову схему. Це особливо можливо з використанням при розрахунках електронно-обчислювальної техніки і відповідних програм.
Для кожної розрахункової схеми існує межа, за якою вона стає непридатною. Розрахунок по неправильно обраної розрахункової схемою не може бути достовірним навіть при використанні найбільш точних методів.
Важливо, щоб прийнята розрахункова модель відповідала вихідної конструкції в головному: була працездатною (геометрично незмінної), передавала все навантаження на фундамент, не перечила реальних умов завантаження і сполучення елементів.