Zasady projektowania konstrukcji
Definicje pojęć i etapy projektowania
Na podstawie Literatury branżowej przyjęto następujące definicje podstawowych pojęć (terminów) związanych z zagadnieniem projektowania konstrukcji budowlanych:
element konstrukcji – element obiektu budowlanego, którego głównym zadaniem jest przenoszenie obciążeń (np. pręt, płyta, cięgno, tarcza, powłoka); elementem konstrukcji jest również podłoże gruntowe,
ustrój konstrukcyjny – zespół elementów konstrukcji połączonych ze sobą w sposób umożliwiający ich wzajemną współpracę w przenoszeniu obciążeń (np. rama, kratownica, strop gęstożebrowy, szkielet konstrukcji),
konstrukcja – zespół ustrojów konstrukcyjnych współpracujących w przenoszeniu obciążeń działających na obiekt budowlany,
układ konstrukcyjny – schemat konstrukcji obiektu budowlanego, określający usytuowanie, wzajemne powiązanie i zadania jego elementów,
obiekt budowlany (tj. budynek, budowla, obiekt małej architektury) – przedmiot powstały w wyniku działalności budowlanej, połączony z gruntem w sposób trwały; rozróżnia się obiekty podziemne (np. tunel) i naziemne (np. budynek, most, maszt).
Projektowanie konstrukcji można ogólnie podzielić na kilka etapów, które obejmują:
kształtowanie,
ustalanie schematów statycznych,
określanie obciążeń,
obliczanie sił wewnętrznych i przemieszczeń,
wymiarowanie,
sporządzanie opisu technicznego i rysunków.
Kształtowanie polega na wstępnym określeniu kształtu oraz wymiarów konstrukcji i jej elementów, a także wyborze materiału, z którego konstrukcja ma być wykonana. Czyni się to wykorzystując ogólne zasady kształtowania, ustalone na podstawie doświadczeń wynikających z projektowania podobnych konstrukcji.
Ukształtowaną konstrukcję przedstawia się w postaci schematów statycznych dobranych tak, aby jak najwierniej odzwierciedlały rzeczywistą pracę jej ustrojów konstrukcyjnych i elementów.
Po ustaleniu schematów konstrukcyjnych określa się wartości i sposoby działania obciążeń na poszczególne elementy konstrukcji, po czym oblicza się uogólnione siły wewnętrzne (zazwyczaj: momenty zginające M, siły poprzeczne V, siły podłużne N) od tych obciążeń. W odniesieniu do niektórych ustrojów konstrukcyjnych i ich elementów jest wymagane obliczenie przemieszczeń (np. ugięć), rozwarcia rys (w konstrukcjach żelbetowych) itp.
Wymiarowanie polega zazwyczaj na sprawdzeniu, czy siły wewnętrzne S występujące w przekrojach elementów, spowodowane działaniem obciążeń F, nie są większe od nośności R przekrojów, wynikających z wytrzymałości materiału f konstrukcji oraz wymiarów przekrojów.
