Schemat ramy z węzłami odkształcalnymi

Schemat ramy z węzłami odkształcalnymi pozwala dzięki możliwości nadawania różnych wartości podatnościom węzłów na prawidłowe odwzorowanie warunków konstrukcyjnych występujących w różnych typach złączy. Przy podatności węzła równej zeru (ustrój o węzłach sztywnych) schemat odpowiada konstrukcji monolitycznej, przy podatności węzła dążącej do nieskończoności współpraca ścian i stropów zanika i ściany pracują jako pręty podparte przegubowo (konstrukcja prefabrykowana o łatwo uplastyczniających się złączach). Schemat ramy z węzłami podatnymi obejmuje więc praktycznie wszystkie możliwe przypadki rozwiązań występujących w konstrukcjach ściennych (program uprawnienia budowlane na komputer).

Obliczanie nośności ściany w założeniu, że konstrukcja pracuje wg schematu ramy, jest bardziej pracochłonne, a oprócz tego wymaga również odpowiedniej znajomości parametrów mechanicznych charakteryzujących więzy. Jest to jednak kierunek, który pozwoli na dalsze uściślenia metody obliczeń nośności ścian. Znaczenie rozwiązań ściślejszych polega także na tym, że na ich podstawie można wprowadzić korekty wielkości mimośrodów określonych w szeroko stosowanych ze względu na mniejszą pracochłonność obliczeń metodach uproszczonych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Podstawą do analizy bezpieczeństwa konstrukcji budynku odwzorowanej schematem wielokondygnacyjnej i wielonawnwcj ramy jest znajomość mechanizmu, wg którego osiąga ona stan graniczny zniszczenia. Ścisłe analityczne jego określenie metodami stanów granicznych ustrojów ramowych jest w rozważanym przypadku zadaniem bardzo złożonym m.in. ze względu na specyficzną charakterystykę wytrzymałościową złączy poziomych węzłów ramy, bardzo różną od charakterystyki węzłów w klasycznych ramach żelbetowych (uprawnienia budowlane).

Brak jest także badań laboratoryjnych w tym zakresie. Jest to szczególnie trudny rodzaj eksperymentów ze względu na zasadniczą rolę wzajemnych oddziaływań ścian i stropów. Dla osiągnięcia miarodajnych wyników badaniu poddawać należałoby duże fragmenty konstrukcji w skali naturalnej zawierające stropy i ściany ulegające zniszczeniu oraz elementy ścienne i stropowe do nich przyległe. Skomplikowany i wymagający specjalnego oprzyrządowania jest też proces realizacji obciążeń, które przykładać należy jednocześnie na ściany i stropy badanego zestawu (program egzamin ustny).

Obszar zniszczenia konstrukcji

Trudność wynikającą z braku ścisłej metody analitycznej określania postaci stanu granicznego zniszczenia rozpatrywanego ustroju ramowego omija się uznając za ten stan wyczerpanie nośności każdego z trzech podstawowych elementów konstrukcyjnych ustroju a mianowicie:

1. ściany jednej kondygnacji na odcinku między stropami,
2. złącza poziomego (w przypadku konstrukcji prefabrykowanych),
3. stropu na jednej kondygnacji i w jednym przęśle (opinie o programie).

Utrata nośności stropu w przedziale jednej kondygnacji i jednego przęsła stanowi bezpośrednie zagrożenie dla użytkowników znajdujących się na i pod tym stropem. Natomiast zniszczenie ściany lub złącza jest równoznaczne z ruiną fragmentu konstrukcji na całej wysokości budynku w jednym (przypadek zniszczenia ściany szczytowej) lub dwu (przypadek zniszczenia ściany poprzecznej wewnętrznej) przęsłach konstrukcyjnych.

Jakkolwiek więc na skutek wyczerpania nośności oddzielnie każdego z wymienionych elementów konstrukcji cały ustrój ramowy nie zamienia się w mechanizm, to jednak konsekwencje ich zniszczenia są tak znaczne, że uznanie go za równic niedopuszczalne jak zniszczenie całego ustroju jest w pełni uzasadnione (segregator aktów prawnych).

Obszar zniszczenia konstrukcji w wyniku utraty nośności jednej ze ścian może być skutecznie ograniczany przez zastosowanie odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych (rozmieszczenie zbrojenia, połączenia o korzystnych cechach mechanicznych, usytuowanie ścian nośnych w rzucie budynku itp.). Ograniczenie zakresu zniszczenia nie zmienia jednak sposobu podejścia do podanej uprzednio oceny bezpieczeństwa konstrukcji (promocja 3 w 1).