Katastrofy budowlane

Wiele katastrof budowli inżynierskich nastąpiło właśnie wskutek utraty stateczności elementów konstrukcji. Wpływ współdziałania przestrzennego na stateczność ustroju przejawia się w wieloraki sposób. Pierwszym czynnikiem jest tu wzajemna zależność odkształceń, wynikająca z powiązania elementów (program uprawnienia budowlane na komputer).

Słupy ramy o jednakowej sztywności i jednakowym obciążeniu pionowym mają teoretyczną długość wyboczeniową w płaszczyźnie ramy odpowiadającą elementowi jednostronnie utwierdzonemu, a z drugiej strony swobodnemu. Jednakże w praktyce sztywność ich jest nieco większa. Jeżeli słupy mają różne sztywności, to wówczas zawsze wpływ słupa sztywniejszego na mniej sztywny jest jeszcze korzystniejszy, natomiast odwrotnie - mniej korzystny.

Gdy rama taka składa się z większej ilości słupów, wówczas wzajemne ich oddziaływanie jest jeszcze silniejsze. Praktyka, wobec braku dostatecznych danych do ścisłego określenia wzajemnego współdziałania wprowadza w tym przypadku do obliczeń odpowiednie współczynniki oparte na doświadczeniu (nie dotyczy to, rzecz jasna, budowli złożonej z niezależnych ram) (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Powyższe zjawiska dotyczą elementów płaskich, na które dla ułatwienia obliczeń rozkłada się ustrój przestrzenny. Jeszcze wyraźniej te zagadnienia wystąpią w elementach płaskich o dominujących dwóch wymiarach w stosunku do trzeciego, tzw. ustrojach tarczowych.

Zaliczamy do nich wszystkie stropy, mniej lub więcej monolityczne i ściany. Traktowanie ustrojów tarczowych jako elementów nośnych ma stosunkowo niedługą historię. Przyczyną tego był brak kryteriów oceny nośności tego rodzaju elementów. Zdawano sobie sprawę, że przy dużych wysokościach belek w stosunku do rozpiętości, założenie płaskich przekrojów i związany z tym prostoliniowy wykres naprężeń nie mogą być przyjmowane jako podstawa do obliczeń (uprawnienia budowlane).

Ustroje statyczne

Dopiero prace prowadzone przez autorów jak Bay, Cramer, Dischinger, Girkman i wielu innych, oparte na teorii sprężystości, przyczyniły się do lepszego poznania ustrojów tarczowych. Dzięki temu wykorzystujemy dziś ich wielką sztywność, w przypadku gdy obciążenia działają w ich płaszczyźnie (program egzamin ustny). Stanowią one potężny łącznik elementów słupowych i ramowych. Przekroje A-A i B-B dają pozornie odmienne ustroje statyczne. Gdy punkt B w pierwszej ramie jest nieprzesuwny, to w drugiej nie napotyka pozornie w kierunku poziomym żadnego oporu. Jednakże płyta zakreskowana w rzucie pracuje jako tarcza i unieruchamia punkty B (opinie o programie). Wobec tego wszystkie ramy będą pracowały jednakowo.

Obok stateczności poszczególnych elementów konstrukcji na obciążenia pionowe występuje zagadnienie stateczności całego budynku na obciążenia poziome. W konstrukcjach stalowych, w celu zabezpieczenia stateczności budowli halowej, stosujemy stężenia wiatowe, zwykle w postaci kratownic połaciowych, w których zadaniem jest przekazanie sił poziomych na ściany. Ściany zaś, pracując jak tarcze, przekazują obciążenia na grunt. W konstrukcjach żelbetowych sprawa wygląda podobnie, z tym że rolę stężenia odgrywa zwykle stosunkowo sztywna w swej płaszczyźnie płyta dachowa, pracująca tarczowo na układ sił poziomych (segregator aktów prawnych).

Taką samą rolę odgrywają w budowlach szkieletowych stropy. Należy jednak zwrócić uwagę na możliwość wyboczenia samej płyty dachowej, lub innego przekrycia żelbetowego pod działaniem obciążeń pionowych. Przy odległościach ścian bocznych nie przekraczających 30 m, można uważać sztywność połaci żelbetowej za wystarczającą, jeżeli obciążenia poziome nie są zbyt duże, co zależne jest na ogół od wysokości hali.

Przy wysokościach większych niż 5 m potrzebne są zwykle dodatkowe stężenia w postaci wieńców mniej więcej w połowie wysokości slupów (szczególnie jeżeli w ścianach bocznych budowli umieszczane są otwory o znacznej powierzchni) (promocja 3 w 1).