Problemy nierozwiązane

Aby móc w sposób zadowalający stosować teorię nośności granicznej do powłok, należy dokładniej przestudiować niektóre problemy, szczególnie za pomocą doświadczeń (program uprawnienia budowlane na komputer).

Należy więc:

• Zbadać za pomocą doświadczeń dopuszczalne naprężenia w betonie oraz dopuszczalne długości łuku, na których powinien nastąpić rozkład naprężeń ściskających i rozciągających, szczególnie dla przypadków, gdzie przeważa skręcanie.
• Zbadać znaczenie odkształceń plastycznych w stosunku do działania belkowego i łukowego, zarówno dla przekrojów statycznie wyznaczalnych jak i statycznie niewyznaczalnych.
• Przeprowadzić próby zastosowania teorii plastyczności do obliczania momentów obwodowych dla przekrojów statycznie niewyznaczalnych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
• Zbadać doświadczalnie zbrojenie na ścinanie, głównie z punktu widzenia możliwości zachodzenia na siebie rys, pochodzących częściowo od ukośnych naprężeń rozciągających, a częściowo od momentów obwodowych.
• Ustalić czy jest możliwe sformułowanie teorii nośności granicznej, uwzględniającej również i wyboczenie.
• Przestudiować możliwość ustalenia prostej metody wyznaczenia ostatecznego położenia wzdłużnie dla przekroju statycznie niewyznaczalnego, jeśli położenia te zależne są od momentów (uprawnienia budowlane).
• Określić optymalne kształty powłoki o średniej długości.
• Przeprowadzić dalsze badania sklepień usztywnionych o przekroju w kształcie linii sznurowej.
• Zbadać działanie sił skupionych na powłoki izotropowe (program egzamin ustny).

Siły ścinające

Charakterystykę zdolności nośnej obciążonej powłoki długiej określa zasada minimum, podana na str. 249, w myśl której normalne siły osiowe powinny przyjmować wartości najmniejsze. Dlatego też obliczenie powłoki długiej ma przede wszystkim na celu ustalenie optymalnego układu wzdłużnie, podczas gdy momenty zginające są sprawą drugorzędną. Rzeczywiście, gdy przekrój jest statycznie niewyznaczalny, momenty mogą wpływać na siły rozciągające, lecz wpływ ten jest mało istotny. Na ogół momenty są zwykle tak niewielkie, że konstrukcja może je z łatwością przenieść. Jedynie przy znacznej szerokości powłoki może zajść potrzeba przyjęcia przekroju o dużej wyniosłości w celu zredukowania momentów. Jednak również i w tych przypadkach nośność podłużna jest najlepsza ze wszystkich możliwych (opinie o programie).

Jeśli nie może to być wykonane, np. dla powłoki przedstawionej na górnej części, trzeba zastosować układ składający się z dwóch wzdłużnie rozciąganych i jednej ściskanej. Jeżeli jednak szerokość powłoki wynosi 20 m, wówczas odpowiednie momenty zginające będą tak znaczne, że powłoka będzie miała zbyt wielką grubość. Z drugiej jednak strony, wobec znacznej wysokości konstrukcji, siły rozciągające będą mogły być pominięte.

Dotychczasowe doświadczenia wykazują, że taki rozkład naprężeń jest całkowicie niezgodny z właściwościami powłok krótkich; wręcz przeciwnie, środkowa część takich powłok przenosi obciążenie jedynie wskutek działania błonowego (p. 1.1.5). Teoria błonowa może być stosowana zarówno w teorii nośności granicznej jak i w teorii sprężystości, gdyż równania błonowe są zwykłymi równaniami i nie zawierają wyrażeń dla odkształceń (segregator aktów prawnych). Obliczenie krótkiej powłoki wg teorii nośności granicznej, analogicznie do teorii sprężystości, zostaje podzielone na dwie części: obliczenie działania błonowego i obliczenie zakłóceń. W ostatnim przypadku z punktu widzenia teorii sprężystości należy rozpatrzyć warunki równowagi oraz naprężenia i przesunięcia, podczas gdy wg teorii nośności granicznej rozpatrujemy jedynie równania równowagi.

Siły błonowe N_x są bardzo nieduże i powodują naprężenia ściskające w betonie. Siły ścinające N_xv w stanie błonowym są zazwyczaj tak nieznaczne, że mogą być przejęte przez sam beton (promocja 3 w 1). Ponieważ na ogół siły N_xv na krawędzi nie są równe zeru, należy zastosować zbrojenie krawędziowe.