Выбор расчетной схемы

     Проектирование любого сооружения начинают с компоновки, т. е. выбора рациональной конструктивной формы. Компоновка— основная и наиболее творческая часть проектирования. Она непосредственно зависит от условий функционального процесса, обеспечить который призвано проектируемое сооружение. Так, условия производственного процесса требуют определенных технологических габаритов для размещения станочного оборудования и пропуска грузовых потоков, что в свою очередь диктует генеральные размеры всего сооружения и его отдельных конструкций, которые должны располагаться вне этих габаритов. Выявление рациональной компоновки и решение отдельных конструкций производят в техническом проекте на основании сравнения возможных вариантов.

     После выбора конструктивной формы сооружения приступают к его расчету. Расчет сооружения с учетом всех его свойств, точных геометрических размеров, строгого взаимодействия элементов является или теоретически невозможным, или практически неприемлемым по своей сложности. Поэтому необходимо произвести схематизацию сооружения и отбросить второстепенные факторы, которые не влияют сколько-нибудь заметным образом на достоверность и требуемую точность расчета.

     Расчетной схемой сооружения (конструкции) называется упрощенная, идеализированная схема, которая отражает наиболее существенные особенности реального сооружения (конструкции), определяющие его поведение под нагрузкой. Так, например, при расчете поперечной рамы производственного здания на ветровую и крановые нагрузки учет упругих деформаций ригеля мало влияет на расчетные усилия в стойках. Это позволяет во многих случаях считать ригель бесконечно жестким. Подобное допущение значительно упрощает расчет рамы на указанные нагрузки методом перемещений: при бесконечно жестком ригеле углы поворота в узлах его сопряжения со стойками равны нулю и, таким образом, неизвестным является только горизонтальное смещение ригеля. В расчетной схеме стержневой конструкции стержни заменяют их продольными осями, реальные опорные устройства — идеальными опорными связями, а нагрузки с поверхности стержней переносят на оси.

     Выбор расчетной схемы является сложной и ответственной частью расчета. От него в первую очередь зависит качество расчета. Расчет по неправильно выбранной расчетной схеме не может быть достоверным даже при использовании самых точных методов. Так, расчет упомянутой поперечной рамы на вертикальные нагрузки, приложенные к ригелю, по той же схеме, что и на горизонтальные нагрузки, привел бы к ошибке: бесконечно жесткий ригель передавал бы на стойки только осевую сжимающую нагрузку, что для их работы более благоприятно, поскольку в действительности стойки работают на сжатие с изгибом. В этом случае должна учитываться конечная, т. е. фактическая, жесткость ригеля, что приводит к иной расчетной схеме.

     Таким образом, в зависимости от поставленной задачи расчетная схема может видоизменяться. Отказываясь от того или иного упрощения или заменяя его менее грубым, можно получить более точную расчетную схему.

Статьи по данной теме:

     Понятие строительной механики

     Подземные сооружения и наземные конструкции

     Расчетная схема

     Виды сооружений

     Виды систем