Введение

1.1. Общие сведения об инженерных конструкциях

Инженерными конструкциями называют конструкции сооружений, размеры которых определены расчетом на прочность, устойчивость, выносливость, трещиностойкость и по деформациям. Они предназначены для восприятия разнообразных нагрузок и воздействий. Инженерные конструкции отличаются от архитектурных конструкций, размеры сечений которых назначены по архитектурным, технологическим и другим специальным требованиям. Инженерные конструкции изготавливают из металла: стали и алюминия, бетона, железобетона, дерева, пластмасс и тканей.

Дисциплина "Инженерные конструкции" главным образом базируются на выводах строительной механики, являясь ее прямым продолжением и конкретизации в определенных материалах - металле, древесине, бетоне, камне, пластмассах и соответствии с этим она традиционно разветвляется на три главных направления: металлические конструкции, конструкции из дерева и пластмасс, бетонные и железобетонные конструкции.

Инженерные конструкции могут различаться и по другим признакам:

• по назначению: на несущие, ограждающие и совмещенные;

• по форме: на плоские (балки, фермы, арки, рамы) и пространственные (купола, оболочки и др.), при этом они могут быть безраспорными или распорными, сплошными (сплошностенчатыми) или решетчатыми (сквозными, сетчатыми) (табл. 1.1.);

• по способу изготовления: на индустриальные (заводского изготовления) и построечного типа (изготовляемые непосредственно на стройплощадке).

Несущими называют конструкции, воспринимающие нагрузки и воздействия, обеспечивающие прочность, жесткость и устойчивость здания и сооружения. К ним относятся оконные и дверные перемычки в каменных зданиях, плиты перекрытий и покрытий, колонны, балки, рамы, арки, фермы и т.д.

Ограждающими называют конструкции, изолирующие внутренние объемы зданий внешней среды или разделяющие их между собой. К ним относят: перегородки, самонесущие внутренние и наружные стены, окна, двери, ворота. Некоторые конструкции совмещают одновременно несущие и ограждающие функции, например, простенки каменного заполнения несущих стен и др.

Плоские конструкции отличаются от пространственных тем, что основные несущие элементы лежат в одной плоскости и внешние силы приложены именно в этой плоскости.

В пространственных конструкциях усилия от внешних сил передаются в трехмерном пространстве.

Инженерные конструкции зданий и сооружений подвержены различным внешним воздействиям. К ним относят: нагрузки от собственной массы, нагрузки при транспортировке, изготовлении и монтаже, от ветра, снега, технологического оборудования людей и т.д. Кроме того, конструкции подвержены температурным, сейсмическим воздействиям, воздействиям от осадок фундаментов и др.

При воздействии всех перечисленных факторов конструкции должны обеспечить прочность, жесткость и устойчивость здания или сооружения в целом. В железобетонных конструкциях, кроме того, должна быть обеспечена соответствующая трещиностойкость.

Под прочностью понимают способность конструкций воспринимать нагрузки и воздействия, не разрушаясь.

Жесткость - это способность конструкций или сооружения в целом сопротивляться деформациям, т.е. изменению формы и размеров под действием нагрузок.

Трещиностойкость - способность железобетонных конструкций сопротивляться появлению или раскрытию в них трещин при действии нагрузок. Конструкции рассчитывают для того, чтобы обеспечить безопасные и нормальные условия их эксплуатации при наиболее экономичных размерах. Этого можно добиться только при соблюдении требований, предъявляемых к ним.

Требования, предъявляемые к конструкциям, могут быть сведены к пяти основным видам - технические, технологические, эксплуатационные, эстетические и экономические.

Технические требования характеризуются прочностью, жесткостью и устойчивостью конструкций за весь период их возведения и эксплуатации.

Технологические требования - простота изготовления.

Эксплуатационные требования - надежность, удобство и простота в эксплуатации конструкций.

Архитектурные и эстетические требования определяют сочетание внешнего вида здания или сооружения, его конструктивных элементов с функциональным назначением и с внешней средой.

Экономические требования определяют минимум затрат на возведение и эксплуатацию конструкций.

Выбор конструкций и материалов должен производиться на основе анализа, технико-экономической целесообразности применения проектных решений в конкретных условиях строительства.