СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
несущие
и ограждающие конструкции зданий и сооружений.
Классификация и области применения.
Разделение
С. к. по функциональному назначению на несущие и ограждающие в значит,
мере условно. Если такие конструкции, как арки, фермы или
рамы,
являются
только несущими, то панели стен и покрытий,
оболочки, своды,
складки
и т. п. обычно совмещают ограждающие и несущие функции, что отвечает одной
из важнейших тенденций развития совр. С. к. В зависимости от расчётной
схемы несущие С. к. подразделяют на плоские (напр.,
балки,
фермы,
рамы) и пространственные (оболочки, сроды, купола
и т. п.). Пространственные
конструкции характеризуются более выгодным (по сравнению с плоскими) распределением
усилий и, соответственно, меньшим расходом материалов; однако их изготовление
и монтаж во мн. случаях оказываются весьма трудоёмкими. Новые типы пространств,
конструкций, напр. т. н. структурные конструкции из прокатных профилей
на болтовых соединениях, отличаются как экономичностью, так и сравнит,
простотой изготовления и монтажа. По виду материала различают след. осн.
типы С. к.: бетонные и железобетонные (см.
Железобетонные конструкции
и изделия), стальные конструкции, каменные конструкции, деревянные конструкции.
Бетонные и железобетонные конструкции -
наиболее распространённые (как по объёму, так и по областям применения).
Для совр. стр-ва особенно характерно применение железобетона
в виде
сборных конструкций индустриального изготовления, используемых при возведении
жилых, обществ, и производств, зданий и мн. пнж. сооружений. Рациональные
области применения монолитного железобетона - гидротехнич. сооружения,
дорожные и аэродромные покрытия, фундаменты под пром. оборудование, резервуары,
башни, элеваторы и т. п. Спец. виды бетона и железобетона используют
при стр-ве сооружений, эксплуатируемых при высоких и низких темп-pax или
в условиях химически агрессивных сред (тепловые агрегаты, здания и сооружения
чёрной и цветной металлургии, хим. пром-сти и др.) Уменьшение массы, снижение
стоимости и расхода материалов в железобетонных конструкциях возможны на
основе использования высокопрочных бетонов и арматуры, роста произ-ва предварительно
напряжённых конструкций,
расширения областей применения лёгких и ячеистых
бетонов.
Стальные конструкции применяются гл. обр.
для каркасов большепролётных зданий и сооружений, для цехов с тяжёлым крановым
оборудованием, домен, резервуаров большой ёмкости, мостов, сооружений башенного
типа и др. Области применения стальных и железобетонных конструкций в ряде
случаев совпадают. При этом выбор типа конструкций производится с учётом
соотношения их стоимостей, а также в зависимости от р-на стр-ва и местонахождения
предприятий строит, индустрии. Существ, преимущество стальных конструкций
(по сравнению с железобетонными) - их меньшая масса. Этим определяется
целесообразность их применения в р-нах с высокой сейсмичностью, труднодоступных
областях Крайнего Севера, пустынных и высокогорных р-нах и т. п. Расширение
объёмов применения сталей высокой прочности и экономичных профилей проката,
а также создание эффективных пространств, конструкций (в т. ч. из тонколистовой
стали) позволят значительно снизить вес зданий и сооружений.
Осн. область применения каменных конструкций
- стены и перегородки. Здания из кирпича, природного камня, мелких блоков
и т. п. в меньшей степени удовлетворяют требованиям индустриального строительства,
чем крупнопанельные здания (см. в статье Крупнопанельные конструкции).
Поэтому
их доля в общем объёме стр-ва постепенно снижается. Однако применение высокопрочного
кирпича, армокаменных и т. н. комплексных конструкций (кам. конструкций,
усиленных стальной арматурой или железобетонными элементами) позволяет
значительно увеличить несущую способность зданий с кам. стенами, а переход
от ручной кладки к применению кирпичных и керамич. панелей заводского изготовления
- существенно повысить степень индустриализации стр-ва и снизить трудоёмкость
возведения зданий из каменных материалов.
Осн. направление в развитии совр. деревянных
конструкций - переход к конструкциям из клеёной древесины. Возможность
индустриального изготовления и получения конструктивных элементов необходимых
размеров посредством склеивания определяет их преимущества по сравнению
с деревянными конструкциями др. видов. Несущие и ограждающие
клеёные
конструкции находят широкое применение в с.-х. стр-ве.
В совр. стр-ве значит, распространение
получают новые типы индустриальных конструкций - асбестоцементные изделия
и конструкции, пневматические строительные конструкции, конструкции
из лёгких сплавов и с применением пластических масс. Их осн. достоинства
- низкая удельная масса и возможность заводского изготовления на механизированных
поточных линиях. Лёгкие трёхслойные панели (с обшивками из профилированной
стали, алюминия, асбестоцемента и с пластмассовыми утеплителями) начинают
применяться в качестве ограждающих конструкций взамен тяжёлых железобетонных
и керамзитобетонных панелей.
Требования, предъявляемые к С. к. С
точки
зрения эксплуатац. требований С. к. должны отвечать своему назначению,
быть огнестойкими и коррозиеустойчивыми, безопасными, удобными и экономичными
в эксплуатации. Масштабы и темпы массового стр-ва предъявляют к С. к. требования
индустриальности их изготовления (в заводских условиях), экономичности
(как по стоимости, так и по расходу материалов), удобства транспортировки
и быстроты монтажа на строит, объекте. Особое значение имеет снижение трудоёмкости
- как при изготовлении С. к., так и в процессе возведения из них зданий
и сооружений. Одна из важнейших задач совр. стр-ва - снижение массы С.
к. на основе широкого применения лёгких эффективных материалов и совершенствования
конструктивных решений.
РасчётС. к. Строит, конструкции
должны быть рассчитаны на прочность, устойчивость и колебания. При этом
учитываются силовые воздействия, к-рым конструкции подвергаются при эксплуатации
(внеш. нагрузки, собств. вес), влияние темп-ры, усадки, смещения опор и
т. д., а также усилия, возникающие при транспортировке и монтаже С. к.
В СССР осн. методом расчёта С. к. является метод расчёта по предельным
состояниям, утверждённый Госстроем СССР для обязательного применения
с 1 янв. 1955. До этого С. к. рассчитывали в зависимости от применяемых
материалов по допускаемым напряжениям (металлические и деревянные) или
по разрушающим усилиям (бетонные, железобетонные, каменные и армокаменные).
Гл. недостаток этих методов - использование в расчётах единого (для всех
действующих нагрузок) коэфф. запаса прочности, не позволявшего правильно
оценивать величину изменчивости различных по своему характеру нагрузок
(постоянных, временных, снеговых, ветровых и т. д.) и предельную несущую
способность конструкций. Кроме того, метод расчёта по допускаемым напряжениям
не учитывал пластической стадии работы конструкции, что приводило к неоправданному
перерасходу материалов.
При проектировании того или иного здания
(сооружения) оптимальные типы С. к. и материалы для них выбираются в соответствии
с конкретными условиями стр-ва и эксплуатации здания, с учётом необходимости
использования местных материалов и сокращения трансп. расходов. При проектировании
объектов массового стр-ва, как правило, применяются типовые С. к. и унифицированные
габаритные схемы сооружений.
Лит.: Байков В. H., Строиг и н С.
Г., Ермолова Д. И., Строительные конструкции, M., 1970; Строительные нормы
и правила, ч. 2, раздел А, гл. 10. Строительные конструкции и основания,
M-, 1972; Строительные конструкции, под ред. A. M. Овечкина и P. Л. Маиляна,
2 изд., M., 1974. Г. Ш. Подольский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я