Лекция 1

История развития строительных конструкций тесно связана с раз­витием производительных сил общества.

Раньше других начали применяться конструкции из естественного камня. Первые сооружения из необработанного камня относятся к ка­менному веку. Позже, в связи с совершенствованием средств производ­ства, для конструкций применялись тесаный камень, кирпич-сырец и обожженный кирпич.

В рабовладельческий и феодальный периоды развития общества каменные конструкции достигли значительного совершенства.

До наших дней сохранилось много выдающихся памятников камен­ного зодчества в различных частях света. Пер­вые каменные палаты, храмы Киевской Руси были сооружены в X в. Более поздними являются каменные здания, возведенные в Пскове, Новгороде, Суздале, Владимире и в ряде других городов. В 1333 г. в Московском Кремле был построен Архангельский собор, а в 1367 г. были возведены кремлевские стены. Через 100 с лишним лет они были переделаны и стоят поныне.

Дерево, так же как и камень, использовалось для постройки зданий, укреплений, мостов и других сооружений. Первые деревянные мосты были построены за многие сотни лет до нашей эры. Для строительства домов и крепостных стен использовались рубленые деревянные конст­рукции (срубы).

Выдающиеся образцы русского народного зодчества, были созда­ны в XII—XVIII вв. в Москве, Киеве, Новгороде и многих других го­родах.

В старину зодчие не имели никакого способа расчета сооружений, поэтому они возводили их на основе практического опыта по существую­щим образцам. Ознакомление с сооружениями, сохранившимися до на­ших дней, позволяет установить те правила проектирования, которыми пользовались зодчие для новых построек. Но это могло быть полезным только при возведении сооружений, аналогичных уже построенным. При возведении сооружений, для которых не существовало образцов, зодчий должен был идти на риск разрушения или же сооружать их с неоправ­данным запасом прочности.

Конструкции из алюминиевых сплавов благодаря малому собствен­ному весу и высокой прочности используют для выполнения изгибаемых и растянутых конструкций большепролетных сооружений. Применяют их для покрытий ангаров, выставочных павильонов и стадионов, в фер­мах мартеновских цехов, в конструкциях автодорожных мостов, в мосто­вых и отвальных кранах, в кранах-перегружателях и пр.

Деревянные конструкции широко применяют в районах, богатых лес­ными материалами, для изготовления пролетных несущих конструкций, для различного рода специальных сооружений, емкостей, башен и пр. Рационально применение деревянных конструкций в виде пространст­венных систем.

Требования, предъявляемые к строительным конструкциям

К строительным конструкциям предъявляются требования, кото­рым они должны удовлетворять на стадиях проектирования, изготов­ления, транспортирования, монтажа и эксплуатации. На всех стадиях решения должны быть экономичными, для чего необходимы правиль­ный выбор строительных материалов и наиболее полное использование их прочности, рациональные конструктивные решения. В проектах следует предусматривать меро­приятия, обеспечивающие долговечность конструкций (соответствующий выбор материалов, мероприятия по морозостойкости и огнестойкости, по защите от коррозии, гниения т.п.).

При проектировании составляют несколько вариантов решений с выявлением показателей по расходу материалов, трудоемкости возве­дения конструкций, стоимости и срокам строительства. В вариантах решений рассматривается и эстетичность конструкции.

При проектировании строительных конструкций следует стремить­ся к максимальному использованию унифицированных габаритных схем, применению типовых конструкций при минимальном числе типораз­меров, предусмотреть оптимальную технологию изготовления и монта­жа конструкций с использованием комплексной механизации строи­тельного производства.

Наиболее выгодна с точки зрения наименьшего расхода материала равнопрочная конструкция, т. е. такая конструкция, все сечения кото­рой подобраны из условия полного использования несущей способнос­ти применяемого материала. Несущая способность неравнопрочной конструкции определяется прочностью наиболее слабого элемента, а прочность более мощных элементов не будет использоваться полностью.

Наименьший расход материала не всегда определяет экономич­ность конструкции; она зависит еще от стоимости изготовления, транс­портирования, монтажа и стоимости эксплуатации. Поэтому иногда це­лесообразно отказаться от наименьшего расхода материала, получив компенсацию в виде уменьшения трудоемкости возведения сооружения или сокращения сроков его строительства.

Эксплуатационные требования сводятся к тому, чтобы конструкция наилучшим образом удовлетворяла своему назначению, была удобна и безопасна при эксплуатации и требовала бы наименьших затрат для поддержания ее в надежном состоянии.

Конструкции должны быть рассчитаны на силовые воздействия, под которыми понимаются воздействия внешних нагрузок, от смещения опор, изменения температуры, усадки и других подобных явлений.