Цели и задачи расчёта несущих конструкций

Цель расчёта при проектировании - создание конструктивных оптимальных решений с соблюдением определённых гарантий против появления в сооружении неблагоприятных состояний. В процессе службы несущих конструкций в пределах установленного срока должна быть обеспечена их надёжность в работе и заданная долговечность от воздействия нагрузок и окружающей среды. Поставленная цель должна быть достигнута при минимальном расходе материалов, обеспечении высоких эксплуатационных качеств здания или сооружения с наименьшими трудовыми и энергетическими затратами.

Расчёт строительных конструкции состоит их трёх основных этапов (рис.11.1).

На первом этапе методами строительной механики определяются внутренние усилия во всех элементах конструкций здания или сооружения. Однако для определения усилий в статически неопределимых системах необходимо знать сечения элементов и характер соединения их между собой.

На втором этапе определяют необходимые размеры сечений элементов. Размеры поперечных сечений устанавливают на основе характера распределений напряжений по высоте сечений с учётом их связи с относительными деформациями (диаграмма

σ-ε), предельно допустимых значении сопротивлений конструкционных материалов. При этом применяются некоторые гипотезы, например, гипотеза плоских сечений.

На практике во многих случаях размеры поперечных сечений элементов назначают из опыта проектирования с учётом требований изготовления и монтажа конструкций. Впрочем, необходимо помнить, что изменение геометрических характеристик сечений элементов в статически неопределимых системах на 25-30 % влечёт за собой изменение внутренних усилий на 3-5%.

На третьем этапе необходимо сравнить усилия от нагрузок и воздействий F с несущей способностью Ф. На этом этапе устанавливают необходимые соотношения между внутренними усилиями и несущей способность, определяемой по геометрическим параметрам и механическим характеристикам конструкционных материалов.

На этом этапе расчёта в конструкции закладываются проектные гарантии надёжности и безопасности их работы в течении срока эксплуатации.

Расчёт и конструирование имеют экономическую направленность - создать конструкцию оптимальной стоимости с минимальными трудовыми, материальными и эксплуатационными затратами. Такая цель достигается благодаря наиболее выгодному использованию свойств материалов, применению рациональных конструктивных решений, наиболее полному использованию несущей способности конструкций.