Kryterium ekonomiczne

W roku 1950 francuski Związek Żelbetu obchodził stulecie istnienia budownictwa betonowego. Żelbet jest jeszcze w porównaniu z innymi materiałami budowlanymi nowym tworzywem konstrukcyjnym i jako taki znajduje się w okresie stałego rozwoju (program uprawnienia budowlane na komputer). Sprzyja mu żywiołowy postęp teorii mechaniki stosowanej, co przyczynia się znacznie do poznania pracy żelbetu. Jesteśmy jednak jeszcze dalecy od stwierdzenia, że zostały poznane i ujęte w odpowiednie prawidła matematyczno-fizyczne wszystkie własności tego materiału.

W latach 1920-1930 wydawało się, że cechy żelbetu jako materiału konstrukcyjnego zostały rozpoznane w tym sensie, że jest to materiał o dość dużym ciężarze objętościowym (y = 2400 kG/m3) a więc o słabych własnościach izolacyjnych, dobrze pracujący, gdy poddany jest naprężeniom ściskającym, ale bardzo kruchy, a więc mało przydatny gdy ulega rozciąganiu (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Nowe osiągnięcia w dziedzinie technologii betonu i kształtowania konstrukcji zmieniły jednak ten pogląd.
Wprowadzenie zbrojonych betonów lekkich (o lekkim kruszywie, gazo- i pianobetonów) pozwoliło na czterokrotne zmniejszenie ciężaru (y = 600 kG/m3), przy zachowaniu wystarczających wytrzymałości, przydatnych w licznych zastosowaniach konstrukcyjnych {Rw = 60-80 kG/cm2).

Sprężanie pozwoliło wydatnie wpłynąć na układ sił wewnętrznych i ułatwiło stosowanie żelbetu w elementach, w których wystąpiło rozciąganie. Trzeba też zwrócić uwagę, że sprężenie wprowadza do ustroju żelbetowego stal 3-7-krotnie większej wytrzymałości w stosunku do zwykłej stali zbrojeniowej (uprawnienia budowlane).
Również w zwykłym żelbecie zaczyna się stosować stal o coraz to większej wytrzymałości, dochodzącej do 60 kG/mm2. Pozwala to na stosowanie odpowiednio mniejszej ilości stali, jednakże w konsekwencji zwiększonych naprężeń powoduje wzrost odkształceń konstrukcji żelbetowej i możliwość silniejszego zarysowania betonu. Stal ta musi mieć zatem odpowiednią przyczepność do betonu, aby rysy w betonie miały małą rozwartość (program egzamin ustny).

Konstrukcjom żelbetowym stawia się dziś następujące trzy wymagania:
a. W kształtowaniu ustrojów muszą być logicznie wykorzystane istotne właściwości tworzywa.
b. Rozwiązania konstrukcyjne muszą być dostosowane do przemysłowych metod realizacji.
c. Należy przy ustalaniu schematu konstrukcji wykorzystać najnowsze osiągnięcia teorii konstrukcji, przy czym przyjęty schemat powinien być prosty i przejrzysty (opinie o programie).

Ciężar objętościowy

Ponadto forma konstrukcji powinna zapewniać spełnienie wymagań funkcjonalnych i plastycznych. W budowli należy wydobyć i pokazać funkcjonalną logikę konstrukcji.
Kryterium ekonomiczne jest ostateczne przy wyborze rodzaju konstrukcji. Kryterium to charakteryzuje wykorzystanie cech statycznych, strukturalnych, realizacyjnych i plastycznych.
W niniejszym rozdziale zostaną przeanalizowane kolejno wyżej podane kryteria w odniesieniu do różnych konstrukcji (segregator aktów prawnych).

Do cech strukturalnych materiału zaliczamy jego własności fizykochemiczne, z których główną rolę grają własności mechaniczne i ciężar objętościowy. Nie można też pominąć własności Teologicznych, tj. zmiany własności mechanicznych w czasie oraz cech technologicznych, wpływających na metody kształtowania i obróbki materiału. Trwałość w zwykłych warunkach pracy oraz wrażliwość na wpływy specjalne jak podwyższone lub niskie temperatury, promieniowanie, wpływy dynamiczne, ultradźwięki i wiele innych oddziaływań związanych ze współczesną techniką należą również do cech strukturalnych.
Spróbujmy przeanalizować własności mechaniczne żelbetu przyrównując je do innych materiałów konstrukcyjnych (promocja 3 w 1).

Jednym z podstawowych zadań konstrukcji jest pokonywanie pewnych rozpiętości, związane z funkcjami budynku, mostu, zbiornika itp. Za miarę charakteryzującą tworzywo przyjmiemy największą teoretyczną rozpiętość, jaką można pokonać przy jego użyciu. Będzie to rozpiętość graniczna, przy przekroczeniu której konstrukcja ulegnie zniszczeniu pod wpływem ciężaru własnego. Rozważmy początkowo powszechnie stosowaną, ale nie ekonomicznie pracującą belkę wolnopodpartą o stałym przekroju prostokątnym i wymiarach b • h.