Основы строительной физики

Предельные состояния строительных конструкций

Строительные конструкции рассчитываются тремя методами:

по допускаемым напряжениям;

по разрушающим усилиям;

по предельным состояниям.

До 1938 г. конструкции из всех материалов рассчитывались по допускаемым напряжениям, т. е. методами, в основу которых положены формулы сопротивления материалов, находящихся в упругом состоянии. Для анизотропных (неравных по своим свойствам) материалов (железобетон, дерево) методы давали приближенное решение.

Развитие методов расчета железобетонных конструкций привело к внедрению расчета по разрушающим усилиям, в основу которого положено определение внутренних усилий анизотропного материала, приводящих к разрушению конструкции. Внешнее усилие должно быть меньше или равно внутреннему разрушающему усилию, деленному на коэффициент запаса. Например, для моментного усилия применяется

M <= Mu/k. (1)

Начиная с 1955 г., конструкции рассчитываются по предельным состояниям, представленным двумя группами: 1) по потери несущей способности или полной непригодности к эксплуатации (предупреждение от разрушения); 2) по непригодности к нормальной эксплуатации (из-за больших прогибов и чрезмерного раскрытия трещин). Методы расчета по 1-й группе предельного состояния являются развитием методов по разрушающим усилиям, в которых единый коэффициент запаса заменен системой коэффициентов надежности, учитывающих условия возведения и эксплуатации конструкций, изменчивости нагрузок, прочностных характеристик материалов и условий их работы.

Строительная физика – комплекс наук, изучающих явления и процессы, происходящие при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений. Она представлена следующими науками:

светотехника;

акустика;

теплотехника;

климатология;

аэродинамика;

строительная механика.

Светотехника (наука о формировании и распространении света), акустика (наука о звуке) и теплотехника (наука о получении и передаче тепла) тесно связаны с человеческими факторами (зрением, слухом, осязанием). Климатология и аэродинамика дополняют теплотехнику. Строительная механика – наука о прочности, жесткости, устойчивости и колебании строительных систем элементов. Она опирается на теоретическую механику, сопротивление материалов и теории упругости, пластичности и ползучести.

При решении задач строительной физики используются:

теоретические расчеты;

моделирование;

лабораторные испытания;

натурные наблюдения.