Работа конструктивных элементов

Рассмотрим действие нагрузок в основных конструктивных элементах.

Колонны — прямолинейные элементы, предназначенные для восприятия центрального сжатия. В обычных зданиях они чаще всего вертикальные, а в заглубленных зданиях довольно часто горизонтальные и служат для восприятия бокового давления. Колонны могут быть деревянными, стальными или железобетонными; иногда требуют усиления хомутами во избежание разрушения.

Связи — прямолинейные элементы, предназначенные для восприятия растягивающих усилий. Чаще всего их используют в виде стального элемента прямоугольного или круглого сечения, но они могут быть и деревянными.

Балки — прямолинейные элементы, предназначенные для восприятия боковых нагрузок и работающие на изгиб или кручение. В обычных домах преимущественно применяются горизонтальные, однако в заглубленных зданиях могут быть вертикальными для восприятия боковых усилий.

Балки-стенки воспринимают и осевые, и изгибающие усилия (например, стены, засыпанные землей, и полы, сопряженные со стенами). Стены и диафрагма жесткости— элементы, воспринимающие крутящие усилия. Они должны иметь большую ширину для восприятия нагрузок, иначе будут работать как балки.

Плиты — тонкие плоские элементы, несущие нагрузки, перпендикулярные к их плоскости. Это, по сути дела, двухмерные балки и они могут рассчитываться как двухмерные балки, если величина прогиба не превышает половины их толщины. В случае приложения сил с другими направлениями они работают как диафрагмы. Если плита тонкая, то ее можно усилить, чтобы избежать разрушения.

Арки — элементы, которые воспринимают изгибающие усилия более эффективно, чем балки. Из-за кривизны их труднее монтировать и эксплуатировать. Большие нагрузки могут концентрироваться в нижних точках и могут потребовать устройства связей, колонн и мощных фундаментов.

Купола — трехмерный вариант арки, который может воспринимать весьма эффективно осевые и крутящие силы и хуже — изгибающие. Из-за сложной конфигурации их трудно возводить и эксплуатировать.

Фермы — сложный элемент, представляющий собой балку-колонну со связями, предназначенный для более эффективного восприятия изгибающих усилий, чем балки. Однако они могут иметь большую, чем балки, высоту и занимать больше места, что несколько ограничивает их применение в обычных зданиях.