Wszystkie konstrukcje żelbetonowe można zaprezentować w postaci modeli belek, słupów lub płyt. Są to kompletne schematy konstrukcyjne obejmujące wymiary, metodę podparcia i wszystkie obciążenia zewnętrzne. Wartość różnych rodzajów zestawów betonowych jest również znana jako niezależna od warunków pracy maszyny.
Na początku pragniemy poinformować, że artykuł nie powstał z myślą o zapalonych majsterkowiczach ale osobach, które rozpoczynają swoją przygodę z projektowaniem konstrukcji żelbetonowych, jak również artykuł jest przeznaczony dla dociekliwych inwestorów i pełnych profesjonalistów https://sebda.pl/.
Projekt konstrukcji żelbetonowej
Projektowanie konstrukcji żelbetowej składa się z dwóch etapów:
Pierwszy to wstępne założenie modelu, czyli określenie na podstawie sposobu podparcia i obciążenia, czy jest to belka, słup, płyta, czy schemat złożony, oraz wyznaczenie wymiarów obliczeniowych (niekoniecznie liczonych w osiach podpór). Dla przyjętego modelu przeprowadza się analizę wszystkich obciążeń i wywołanych nimi odkształceń, a następnie na ich podstawie dobiera optymalne parametry betonu i stali. Drugim etapem jest weryfikacja modelu pod kątem spełniania warunków konstrukcyjnych i użytkowych. Ma ona na celu sprawdzenie, jak zachowa się pod wpływem rzeczywistych obciążeń, jak poradzi sobie z powstającymi naprężeniami. Chodzi nie tylko o zachowanie stabilności, ale też o optymalizację zużycia materiałów – konstrukcja nie może być zbyt słaba, jednak nie powinna również być przewymiarowana, bo rodzi to niepotrzebne koszty. Podstawowa różnica między prostymi elementami żelbetowymi a skomplikowanymi formami polega nie tyle na stopniu trudności obliczeń, ile na ich żmudności. Dla osiągnięcia satysfakcjonujących rezultatów cały proces trzeba bowiem nierzadko przeprowadzić kilkakrotnie, a im model bardziej złożony, tym praca nad nim dłuższa.
Jak projektować
Rozróżnia się obciążenia bezpośrednie i pośrednie. Bezpośrednie mogą być statyczne lub dynamiczne, czyli spowodowane działaniem określonej siły, na przykład uderzeniem. Pośrednie są związane z procesem odkształceń wywoływanych zmianami temperatury lub osiadaniem. Ze względu na czas trwania obciążenia dzielą się na stałe,zmienne i wyjątkowe. To one są najważniejsze dla projektanta. Obciążenia stałe (G) to ciężar własny konstrukcji i trwałych elementów wykończenia – ścian, ciężkich urządzeń (choćby dużego akwarium). Obciążenia zmienne użytkowe (Q) to wiatr, śnieg i temperatura. Obciążenia wyjątkowe (A) to uderzenia pojazdów lub wybuchy – w budynkach jednorodzinnych pomijane.
Projektując konstrukcje, sprawdza się ich stany graniczne – stan graniczny nośności (SGN) i użytkowania (SGU). Pierwszy – SGN – to stan odpowiadający maksymalnej nośności konstrukcji lub świadczący o jej nieprzydatności do eksploatacji. Może być spowodowany utratą równowagi, sztywności, zniszczeniem krytycznych przekrojów konstrukcji, nadmiernymi odkształceniami, zmęczeniem materiału. Osiągnięcie tego stanu jest uznawane za zagrażające życiu mieszkańców domu, stwarza niebezpieczeństwo awarii i dużych strat materiałowych. Drugi stan graniczny – SGU – odpowiada kryteriom związanym z eksploatacją i trwałością konstrukcji. Jest spowodowany nadmiernymi odkształceniami, przemieszczeniami ustroju, zarysowaniem lub zbyt dużymi naprężeniami. Osiągnięcie tego stanu nie stwarza bezpośredniego zagrożenia, ale może prowadzić do uszkodzenia elementów wykończenia, zakłócać eksploatację czy obniżyć trwałość konstrukcji. Aby konstrukcje nie przestały odpowiadać wymaganiom projektowym lub użytkowym, czyli na skutek obciążeń większych niż zakładane w projekcie nie uległy osłabieniu, wykrzywieniu lub zniszczeniu, w obliczeniach uwzględnia się współczynniki bezpieczeństwa. Współczynnik bezpieczeństwa jest też pewnym niwelatorem niedoskonałości wykonawczych, bo niestarannie wykonana konstrukcja jest dużo słabsza od planowanej. Bywa, że współczynnik specjalnie się zaniża, w celu uzyskania jak najmniejszych przekrojów elementów i stopnia zbrojenia, a co za tym idzie, zminimalizowania zużycia materiałów. Jest to jednak możliwe tylko przy użyciu zaawansowanych programów obliczeniowych i przy założeniu ścisłej kontroli wykonawstwa. Niedokładność grozi osłabieniem, wykrzywieniem lub zniszczeniem konstrukcji bądź ich elementów składowych.
