Elementy mechaniki budowli

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Mechanika budowli jest dyscypliną zajmującą się analizą i obliczaniem konstrukcji budowlanych złożonych z elementów prętowych i dźwigarów powierzchniowych. Dzieli się ona na trzy główne działy: statykę, dynamikę i stateczność tych konstrukcji.

Ruszt – budowlana konstrukcja przestrzenna składająca się z dźwigarów (żelbetowych, stalowych, drewnianych), których osie, prostopadłe do siebie, tworzą zazwyczaj prostokątną siatkę leżącą w jednej płaszczyźnie, najczęściej poziomej. Ruszty stosowane są jako więzary dachowe przy ich dużych rozpiętościach oraz jako fundamenty składające się z żeber (ław) opartych bezpośrednio na gruncie lub na głowicach pali w nim zagłębionych. Ruszt często łączy się monolitycznie z ułożoną na nim płytą żelbetową lub stalową. Taka konstrukcja bywa też stosowana jako tzw. strop płytowo-żebrowy. Teoria sprężystości - matematyczna teoria opisująca zachowanie ośrodka ciągłego podlegającego deformacjom sprężystym.
  • Statyka zajmuje się obliczaniem sił wewnętrznych powstałych w wyniku statycznego działania obciążeń zewnętrznych na poszczególne elementy konstrukcyjne. Przykładami obciążeń statycznych mogą być siły ciężkości materiałów spoczywających w magazynach, ciężar śniegu, ciężar własny konstrukcji, parcie spoczynkowe cieczy w zbiornikach itp. Również działanie wiatru uwzględniane jest w sposób statyczny przez wprowadzenie odpowiednich współczynników uwzględniających kształty budowli oraz strefy regionalne.
  • Dynamika przy obliczaniu sił wewnętrznych, uwzględnia działanie obciążeń zmiennych w czasie oraz sił bezwładności, jakie występują na skutek ruchów konstrukcji i jej elementów. Najczęściej występującymi obciążeniami dynamicznymi są oddziaływania maszyn i urządzeń na stropy hal przemysłowych, obciążenia mostów poruszającymi się pojazdami, rytmiczne ruchy tancerzy w salach balowych itp. W praktycznych obliczeniach inżynierskich obciążenia dynamiczne sprowadza się najczęściej do obciążeń statycznych, ale przemnożonych przez odpowiednio duży tzw. współczynnik dynamiczny. Współczynnik ten ma symulować efekty działania sił bezwładności, które są trudne do uwzględnienia w praktyce projektowej. W praktyce tej można jedynie próbować unikać efektów rezonansowych.
  • Stateczność bada trwałość równowagi statycznej konstrukcji i określa obciążenia krytyczne, przy osiągnięciu których ta trwałość zostaje naruszona. Przekroczeniu tych obciążeń towarzyszy wystąpienie dodatkowych przemieszczeń w konstrukcji, jakościowo różnych od tych, jakie występowały w stanie przed krytycznym. Mówimy wtedy o utracie stateczności konstrukcji, której przeważnie towarzyszy jej lokalne zniszczenie albo katastrofa.
  • Strukturę konstrukcji budowlanych złożonych z samych prętów (kraty, ramy, łuki, ruszty) jednoznacznie opisują ich siatki prętów płaskie lub przestrzenne. Najbardziej znanymi i najczęściej stosowanymi metodami obliczeniowymi takich konstrukcji są: metoda przemieszczeń i metoda sił. Ta pierwsza, wraz z jej uogólnieniami, stanowi podstawę większości współczesnych programów komputerowych.

    Obciążenia zewnętrzne, siły zewnętrzne – oddziaływania, jakim podlega ciało lub układ konstrukcyjny ze strony jego otoczenia. W ogólności mogą to być przyłożone do niego pewne obciążenia skupione (siły lub momenty) bądź rozłożone na pewnej jego powierzchni. Do takich obciążeń zalicza się również oddziaływania termiczne.Budowlany element konstrukcyjny – część składowa obiektu budowlanego, która spełnia zadania konstrukcyjne. Nie wszystkie elementy budowlane są elementami konstrukcyjnymi (np. ściana działowa takim elementem nie jest). Podział elementów konstrukcyjnych:

    Konstrukcje powierzchniowe muszą być obliczane z wykorzystaniem metod teorii sprężystości. Przykładami takich konstrukcji mogą być baterie silosów, przekrycia przestrzeni użytkowych (np. opera w Sydney) itp.

    W przypadku, gdy konstrukcja składa się równocześnie z elementów prętowych i powierzchniowych, najczęściej dokonuje się dekompozycji tak, aby można było różne elementy obliczać niezależnie od siebie.

    Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Gawęcki A., Podstawy mechaniki konstrukcji prętowych, Wyd. Politechniki Poznańskiej 1985
    2. Nowacki W., Dynamika budowli, Arkady Warszawa 1961
    3. Naleszkiewicz J., Zagadnienia stateczności sprężystej, PAN Warszawa 1958
    4. Olszowski B., Radwańska M., Mechanika budowli, Wyd. Politechniki Krakowskiej Kraków 2010
    Pręt - podłużny element konstrukcji. Jeden wymiar pręta (długość) jest znacznie większy od dwóch pozostałych (szerokość i wysokość przekroju). Przykładem pręta może być belka stropowa. Prętem może być pręt właściwy, rura lub inny podłużny wyrób hutniczy.Rama, ramownica – prętowy układ statyczny, płaski lub przestrzenny obciążony siłami skupionymi, obciążeniem rozłożonym (równomiernie lub nierównomiernie)lub momentami. Ramy, w zależności od sposobu podparcia lub też schematu konstrukcji, mogą stanowić układy statycznie wyznaczalne lub statycznie niewyznaczalne (przesztywnione). Najprostszym układem ramowym statycznie wyznaczalnym jest rama lub łuk trójprzegubowy. Ramy występują m.in. jako elementy konstrukcji budynku lub budowli, np. w rozwiązaniach hal.




    Warto wiedzieć że... beta

    Dźwigary powierzchniowe – podstawowe, oprócz prętów, elementy konstrukcji budowlanych oraz maszyn, urządzeń i pojazdów. Istnieją trzy typy takich dźwigarów:

    Reklama