Odkształcenia i naprężenia

Odkształcenia sprężyste i trwałe. W przyrodzie nie ma ciał idealnie sztywnych, tj. nicodkształcalnych (program uprawnienia budowlane na komputer).

Na przykład pręt stalowy wydłuży się, jeżeli będzie rozciągany. Jeżeli odkształcenie spowodowane działaniem obciążenia znika po usunięciu tego obciążenia i ciało odzyskuje swoją pierwotną postać, to takie odkształcenie nazywamy odkształceniem sprężystym. Jeżeli odkształcenie pozostaje po usunięciu działania obciążenia, to nazywamy je odkształceniem trwałym.

Ugięcia poziome belek oraz pionowe słupów, to wychylenie się (odkształcenie) osi danego elementu od położenia wyjściowego (przed obciążeniem) (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Wielkością charakteryzującą podatność materiału na sprężyste odkształcenia jest współczynnik sprężystości podłużnej E, który dla stali wynosi 2 100 000 kG/cm2. Dla betonu wielkość współczynnika E zależy od klasy betonu i wynosi od 300 000 kGcm2 do 390 000 kG/cm2, a dla drewna przy zginaniu i rozciąganiu waha się w granicach od 100 000 kG/cm2 do 125 000 kG/cm2 (uprawnienia budowlane).

Naprężenia. Pod działaniem sił zewnętrznych w materiale powstają siły wewnętrzne. Naprężeniem nazywamy siłę wewnętrzną przypadającą na jednostkę przekroju i wyrażamy je w kG/cm2.
Rodzaj naprężenia zależy od działania sił zewnętrznych. Rozróżniamy:
1) naprężenie rozciągające, gdy element jest rozciągany,
2) naprężenia ściskające w elementach ściskanych.
3) naprężenia ścinające, gdy siły zewnętrzne usiłują przesunąć jedną część elementu względem drugiej (tak np. pracują nity).

Wytrzymałość materiału. Wytrzymałością materiału nazywamy takie najmniejsze naprężenie, które powoduje zniszczenie badanej próbki danego materiału (program egzamin ustny). Wytrzymałość oznaczamy literą R0.
Wytrzymałość obliczeniowa materiału. Wytrzymałość obliczeniową materiału wyznacza się z wytrzymałości lub wytrzymałości charakterystycznej w zależności od warunków pracy konstrukcji i współczynnika jednorodności, który uwzględnia wpływ struktury wewnętrznej danego materiału na jego zachowanie się podczas pracy konstrukcji.

Wytrzymałość obliczeniową ustala się każdorazowo na podstawie aktualnie obowiązujących Państwowych Norm. jej wartość kształtuje się w granicach:
- dla stali zwykłych jakości (węglowych): 1800-r2300 kG/cm2,
- dla stali niskostopowych: 3I00-r3600 kG/cm2.
- dla drewna przy zginaniu: I30H-200 kG/cm2,
- dla betonów średnich klas przy ściskaniu: 150-r-250 kG/cm2.

W elemencie zginanym decydującą rolę odgrywają naprężenia skierowane prostopadle do przekroju poprzecznego tego elementu. Naprężenia w osi obojętnej x-x przechodzącej przez środek ciężkości przekroju poprzecznego są równe zeru. Największe naprężenia występują na skraju przekroju; ich wartości są wprost proporcjonalne do momentu zginającego M. a odwrotnie proporcjonalne do wskaźnika wytrzymałości W zależnego od wymiarów przekroju. W belkach swobodnie podpartych ściskaniu podlegają górne włókna przekroju zginanego (nad osią obojętna JC-JC), a rozciąganiu - dolne włókna. W belkach jednostronnie utwierdzonych górne włókna są rozciągane, a dolne ściskane (opinie o programie).

Zjawisko ścinania

Zjawisko ścinania występuje przy przesuwaniu jednej części elementu względem drugiej. Naprężenia ścinające są równolegle do przekroju i nazywamy je również naprężeniami stycznymi.
Projekty konstrukcji budowlanych wymagają przeprowadzenia obliczeń statycznych. Celem obliczeń statycznych jest określenie wielkości i rodzaju sil (momenty, siły poprzeczne i podłużne) występujących w elementach konstrukcji pod wpływem obciążenia zewnętrznego oraz obliczenie naprężeń, jakie w tych elementach występują (segregator aktów prawnych). Znając wartość i rodzaj sil możemy dobrać takie wymiary elementu i taki rodzaj materiału, które zapewnią trwałość konstrukcji przy użyciu najmniejszej ilości materiału.

Konstrukcje budowlane stanowią na ogół zespół wzajemnie na siebie oddziałujących elementów, takich jak płyty, belki, żebra, podciągi, słupy, ściany itp. Silą dynamiczną lub obciążeniem dynamicznym nazywamy obciążenie, które osiąga od razu swoją największą wartość. Siły dynamiczne występują przede wszystkim w budownictwie przemysłowym (maszyny, młoty, suwnice).

Wpływ sił dynamicznych na konstrukcje budowlane jest zagadnieniem bardzo skomplikowanym. Na ogół jednak działanie obciążeń dynamicznych uwzględnia się mnożąc obciążenie przez zwiększający współczynnik dynamiczny. Obciążenia stałe. Obciążeniem stałym nazywamy takie obciążenia, które nic ulegają zmianie w czasie i miejscu działania. Typowym obciążeniem stałym jest ciężar własny budowli, który w wielu wypadkach jest największym obciążeniem działającym na konstrukcję.

Obciążenia użytkowe. Ciężarami użytkowymi nazywamy te obciążenia, którymi dana konstrukcja ma być obciążona w czasie jej eksploatacji. Na przykład w budynku mieszkalnym obciążeniem użytkowym stropu jest ciężar znajdujących się na nim sprzętów, ludzi itp. Obciążenia użytkowe mogą występować w postaci sił skupionych lub obciążeń ciągłych (promocja 3 w 1).

Inne siły działające na budowlę. Oprócz sił pionowych na budowle działają również inne siły: parcie (lub ssanie) wiatru, parcie wody np. na mury oporowe, parcie gruntu - na ściany fundamentów, siły hamowania wózka suwnicy itd. Siły te należy uwzględniać w obliczeniach statycznych. Sposoby podparcia belek. Belki mogą być w różny sposób podparte. W zależności od sposobu podparcia rozróżniam stropowe drewniane lub stalowe oparte w gniazdach ścian nośnych.