Siły obciążeń zewnętrznych

Nasze dotychczasowe rozważania wskazują, że podstawową drogą uzyskania ekonomicznej i pod względem wytrzymałościowym poprawnie zaprojektowanej konstrukcji betonowej jest doprowadzenie do osiowego przekazywania sił od obciążeń zewnętrznych.
Zasada ta stanowi podstawę w projektowaniu konstrukcji przestrzennych - łupinowych (program uprawnienia budowlane na komputer).

Została ona sformułowana przez Lundgrena następującej formie: właściwą (poprawną) konstrukcją łupinową jest łupina tak wykształcona i podparta, że odkształcenia niepowłokowe (od zginania) w niej nie występują.
W myśl tej definicji wielofalowa łupina ciągła jest niepoprawna jako konstrukcja łupinowa, gdyż nieomal każdy rodzaj obciążenia wywoła w niej zginanie, co pociągnie za sobą znaczne odkształcenia. Jeśli jednak oba końce łupiny zamknąć przeponami to sztywność łupiny znacznie wzrośnie, ponieważ większość obciążeń wywoła w niej głównie siły powłokowe (błonowe) i uzyskamy łupinę bardziej poprawną.

W większości konstrukcji inżynierskich nie można całkowicie uniknąć zginania (program uprawnienia budowlane na ANDROID). W tych przypadkach wykorzystuje się możliwość koncentracji materiału (betonu i stali) wzdłuż linii działania największych sił. Na tym tle wprowadza się skosy w elementach, pogrubianie łuków przy podporze, słupów przy stropie, żebra w powłokach, w których nie da się uniknąć zginania itp. Znajomość teorii konstrukcji pozwala na odpowiednie zwiększenie przekrojów tam, gdzie to jest konieczne i unikanie niepotrzebnego i często szkodliwego balastu materiałowego.

Należy tu wyraźnie podkreślić, iż konsekwentne stosowanie zasady działania osiowego i koncentracji materiału wzdłuż linii największych sił umożliwia zastosowanie dwóch różnych sposobów projektowania nowoczesnej konstrukcji (uprawnienia budowlane). Pierwszy, jak już wspomniano, polega na zmasowaniu materiału, a więc np. żeber w miejscach występowania największych sił. Drugi zaś, na takim ukształtowaniu ustroju, w którym największe siły będą przebiegać wzdłuż z góry zaplanowanych linii.

Zagadnienia stateczności

Rzecz jasna, wyżej omówione zasady projektowania konstrukcji mają znaczenie ogólne. Ale właśnie beton i żelbet są materiałami wyjątkowo nadającymi się do racjonalnego projektowania ustrojów ze względu na łatwość nadawania im dowolnych form i koncentrowania stali w dowolnych miejscach, nie mówiąc już o możliwości nadawania betonowi praktycznie dowolnej wytrzymałości (program egzamin ustny). W rezultacie racjonalnego projektowania konstrukcje stają się coraz bardziej smukłe, elementy coraz cieńsze. Stan taki potęguje jeszcze rozwój technologii betonu (mocniejsze betony) i wytrzymałości materiałów (dokładniejsze obliczenia) (opinie o programie).

I tu pojawia się problem dotychczas prawie nie istniejący: problem stateczności. Stosowanie nie rzadko powłok o 2,5 cm grubości wymaga niezwykle starannej analizy stateczności. Teoretyczne ujęcie zagadnień stateczności w zastosowaniu do elementów jednoznacznie określonych z punktu widzenia ustroju, jak np. pręty, płyty, ustroje przestrzenne, aczkolwiek bardzo skomplikowane jest jednak możliwe przy założeniu pewnych uproszczeń. Jako główne założenie upraszczające przyjmuje się zwykle w tych przypadkach, że element działa w obszarze naprężeń sprężystych (segregator aktów prawnych). Jednakże często mamy do czynienia z układami złożonymi, które przy obliczaniu rozkłada się na elementy uproszczone, z reguły płaskie.

Elementy te wzajemnie wpływają na nośność, a tym samym na ogólną stateczność budowli. Zasadnicze znaczenie ma tu tarczowe działanie elementów płytowych obciążonych w płaszczyźnie osiowej. Do całokształtu zagadnień stateczności konstrukcji inżynierskiej należy również sprawdzenie budowli na przesuw i obrót, jeżeli to może mieć miejsce, oraz sprawy gruntowe (promocja 3 w 1).

Zagadnienia te dotyczą głównie takich budowli, jak mury oporowe, wszelkiego typu fundamenty, wieże, wreszcie budowle wodne itp. Dla inżyniera-praktyka znaczenie badania stateczności ustroju posiada specjalne znaczenie.