3.2. Понятие о расчетной схеме сооружения

Расчетная схема заменяет действительное сооружение, представляет сооружение в несколько ином виде и фигурирует вместо него в процессе расчета.

В данном случае используется метод научной абстракции, при котором действительные сооружения заменяются их схемами, поскольку учет всех геометрических факторов элементов и их строгого взаимодействия является практически сложным и недоступным.

Например, узел фермы (металлической или железобетонной) имеет жесткую конструкцию, но при расчете такой узел заменяется идеальным шарниром, чтобы обеспечить простой прием расчета. И, как показывают эксперименты, разница усилий идеализированной и реальной конструкций незначительна.

При выборе расчетных схем принимают следующие допущения.

1. стержневые элементы сооружения на чертеже изображают в одну линию, т.е. заменяют их осями;

2. производится идеализация опорных устройств сооружений:

а) - шарнирно-подвижная опора

б) - шарнирно-неподвижная опора

в) - защемляющая опора или заделка

г) - защемляющая подвижная опора

3. сопряжения элементов сооружения друг с другом также идеализируются, считается, что элементы соединяются между собой либо с помощью идеальных шарниров (например, узлы ферм), либо жестко, где отсутствует взаимный поворот элементов, сходящихся в узле, относительно друг друга (рамные узлы);

4. все действующие на сооружение нагрузки приводятся к стандартным нагрузкам:

а) сосредоточенным силам;

б) сосредоточенным моментам;

в) распределенным нагрузкам.

3.3. Классификация расчетных схем

1. С геометрической точки зрения:

а) стержневые системы или конструкции, состоящие из стержней или брусьев, соединяемых друг с другом каким-либо образом;

б) тонкостенные сооружения, состоящие из пластинок, оболочек, плит соединяемых друг с другом каким-либо способом;

в) массивные сооружения, все три размера которых являются величинами одного порядка (массивный фундамент, плотина и т.п.).

2. По способу соединения элементов между собой:

а) шарнирно-стержневые конструкции - когда стержни или брусья соединяются друг с другом с помощью шарниров (ферма).

б) рамные - это сооружения, имеющие жесткие узлы;

в) комбинированные системы, которые имеют и шарнирные и рамные узлы.

3. С пространственной точки зрения все сооружения делятся на плоские и пространственные. Плоскими называются сооружения, у которых оси всех элементов, а также действующие нагрузки располагаются в одной плоскости. В противном случае - сооружения пространственные.

4. По направлению опорных реакций:

а) безраспорные сооружения - у которых при действии вертикальной нагрузки на опорах возникают только вертикальные опорные реакции;

б) распорные сооружения - у которых даже при действии только вертикальных нагрузок возникают как вертикальные, так и горизонтальные составляющие опорных реакций. Последние называются распорами (например, в арках, висячих системах и т.п.).

P

P

Безраспорная Распорная арочная

балочная система (распор направлен внутрь арки).

5. С кинематической точки зрения:

а) геометрически неизменяемые системы, у которых нет лишних связей - статически определимые;

б) геометрически неизменяемые системы с лишними связями - статически неопределимые;

в) геометрически изменяемые системы, кинематические механизмы, - в строительных конструкциях не применяются.