|
В свете задач, поставленных перед
советскими строителями Программой КПСС, проектирование каменных конструкций
следует вести рационально и экономично, применяя местные материалы и вводя
индустриальные методы изготовления и возведения конструкций. Следует
стремиться к уменьшению силы тяжести зданий и применять для их возведения
крупноразмерные элементы (блоки, панели), что позволит сократить сроки
строительства и затраты ручного труда.
Проектирование несущих конструкций зданий можно разделить
на следующие этапы:
1. Распределение конструкций в проекте здания,
назначение их форм и размеров.
2. Расчет нагрузок и усилий (моментов, сил) для
каждой принятой статической схемы.
3. Расчет конструктивных элементов по найденным
усилиям.
4. Изображение элементов и деталей конструкций на
чертежах.
Распределять в здании конструкции и их системы необходимо
так, чтобы они наиболее экономично обеспечивали достаточную прочность и
жесткость каждой части и всего здания в целом. Конструктивное решение должно
быть согласовано с архитектурно-планировочным решением здания и с
требованиями технологических процессов, предусматриваемых в данном здании.
Оно должно также соответствовать положениям Единой модульной системы, поскольку
такое соответствие позволяет наиболее полно использовать в строительстве
зданий стандартные индустриальные изделия и сокращать объем работ на месте
строительства.
Усилия в конструкциях определяются по законам строительной
механики. В настоящей книге определение их дано лишь для отдельных случаев,
особо характерных для каменного строительства.
В основном здесь рассматриваются расчет каменных
элементов, подбор и проверка сечений по найденным усилиям; по этим данным
можно конкретно и детально изобразить конструкции на чертеже.
Каменные элементы рассчитывают по усилиям не только для
выявления их характеристик, — размеров сечений, армирования, материалов и т.
п., обеспечивающих наиболее экономично прочность конструкции, но в
необходимых случаях и для выявления способности элементов противостоять
чрезмерным деформациям или раскрытию трещин.
Расчет сечений можно проводить двояким путем. Можно
задаться всеми величинами сечения: размерами, качеством материалов и т. п.,
затем определить его несущую способность и сопоставить ее с усилием. Это —
проверка сечения. Но можно задаться и не всеми его величинами, а недостающие
величины определить из условия соответствия несущей способности сечения
усилию. Это — подбор сечения.
При расчете элементов на прочность сечения обычно
подбирают, т. е. по усилиям определяют их величины, так как до начала расчета
они частично неизвестны. Можно расчет на прочность вести и путем проверки
сечений: задавшись всеми недостающими величинами, определять несущую
способность сечений и сравнивать ее с усилиями.
При расчете элементов- по деформациям и трещиностойкости
сечения обычно проверяют, так как все их величины в данной стадии расчета уже
известны из предшествующего расчета по прочности.
Сущность методов расчета по допускаемым напряжениям и по
разрушающим нагрузкам
Расчет каменных конструкций по допускаемым напряжениям
применялся в нашей стране до 1943 г. В некоторых зарубежных странах он
применяется до сих пор. С помощью такого расчета показывают, что напряжения в
конструкции от эксплуатационных нагрузок не превышают так называемых
допускаемых напряжений, составляющих часть предельного сопротивления
материала.
Определяя напряжения в кладке от эксплуатационных
нагрузок, принимают, что нормальные напряжения в ее сечениях распределяются
по линейному закону. Сопротивление кладки растяжению при расчете по прочности
не учитывают. К расчету применяют законы сопротивления вполне упругих
материалов.
Предпосылки такого метода весьма неточны, так как эпюры
напряжений в сечениях кладки нельзя рассматривать как линейные (см. главу 9).
Кроме того, отношение предельного сопротивления материала к его допускаемому
напряжению не отражает запаса прочности в конструкции, так как с увеличением
усилия изменяется не только величина напряжений в сечениях кладки, но и картина
их распределения по сечению. Вследствие этого не выявляется фактический запас
прочности в конструкциях.
При расчете по допускаемым напряжениям достаточная
прочность кладки получается обеспеченной. Но неправильное отражение в нем
запаса прочности часто ведет к тому, что запас этот оказывается непомерно
большим, а кладка — громоздкой и неэкономичной.
В связи с недостатками описанного метода в СССР было
сделано много предложений по изменению метода расчета конструкций. В 1932 г. проф. А. Ф. Лолейт предложил теорию для определения наименьших величин усилий, вызывающих
разрушение железобетонных элементов. Эта теория была экспериментально
проверена научными работниками ЦНИПСа под руководством проф. А. А. Гвоздева и
развита ими в метод расчета по разрушающим нагрузкам. В 1938 г. втот метод был впервые введен, как обязательный при расчетах, в советские нормы"
проектирования железобетонных конструкций. В проектировании каменных
конструкций он был принят в 1943 г. и затем в более Оовверше ином виде в
нормы проектирования каменных и армокаменных конструкций 1949 г. (Н-7-49).
В расчетах по методу разрушающих нагрузок конкретно
выявляются запасы прочности в конструкции, так как определяются усилия, при
которых начинается разрушение элемента, образование или раскрытие в нем
трещин, потеря им устойчивости при опрокидывании или скольжении. Иными
словами, данный метод исходит из выявления несущей способности сечений по
отношению к указанным воздействиям.
Несущую способность сечения Np по прочности и 7VT по
трещиностойкости определяют путем рассмотрения сечений в стадии разрушения и
трещинообразования: принимается, что в этих стадиях напряжения в сечениях
достигают соответственно нормативных (по Н-7-49) пределов прочности
материалов при сжатии и при растяжении. Теория определения разрушающих усилий
основана на результатах испытаний конструктивных элементов до разрушения или
образования трещин и этим отличается от теории сопротивления упругих
материалов.
Устойчивость конструкции определяют обычными способами
строительной механики как для конструкции, находящейся под воздействием
собственной силы тяжести и других постоянных грузов, обусловливающих эту
устойчивость.
|