Por finalidade funcional estruturas de construção são divididos em suporte de carga e fechamento. Existem também estruturas como arcos, treliças ou molduras. Eles suportam carga. E estruturas de construção como painéis para paredes, conchas, abóbadas combinam tanto fechamento quanto funções de suporte de carga.

Estruturas de construção portantes Dependendo do esquema de projeto, eles são divididos em planos (vigas, treliças, pórticos, etc.) e espaciais (conchas, abóbadas, cúpulas, etc.). As estruturas de edifícios espaciais têm uma distribuição de forças mais favorável em comparação com estruturas planas. Isto, por sua vez, requer menos consumo de materiais, mas a montagem e produção de tais estruturas de construção é extremamente trabalhosa. Hoje, surgiram novos tipos de estruturas espaciais - estruturas estruturais feitas de perfis laminados fixados com conexões aparafusadas. Este tipo de estrutura de construção é fácil de fabricar e instalar e é econômica.

Estruturas de construção Por tipo de material existem:

• concreto;

Estes são os mais comuns tipos de construção projetos por agora.

A construção moderna utiliza concreto armado na forma de estruturas pré-fabricadas. O âmbito de aplicação de tais estruturas: construção de edifícios residenciais, industriais, estruturas diversas. Uso adequado concreto armado monolítico- trata-se de diversas estruturas hidráulicas, superfícies de estradas, aeródromos, construção de fundações para equipamentos industriais, todos os tipos de tanques, elevadores, etc.

Ao construir estruturas que são operadas em condições agressivas ambiente externo ou condições climáticas especiais (por exemplo, temperatura elevada, umidade), utilize tipos especiais de concreto e concreto armado. Por exemplo, tais estruturas são unidades térmicas, edifícios indústria química e outros.

EM estruturas de construção de concreto armado Devido à utilização de concreto especialmente resistente, armaduras e aumento da produção de estruturas tensionadas, é possível reduzir o peso da estrutura, reduzir o preço e o consumo de materiais e aumentar o escopo de aplicação do concreto leve e celular.

Áreas de aplicação de estruturas de edifícios.

Escopo de aplicação estruturas de construção de açoàs vezes coincide com o uso estruturas de concreto armado. Trata-se, nomeadamente, de estruturas de edifícios de grandes vãos, oficinas com equipamentos pesados ​​e volumosos, tanques industriais de grande capacidade, pontes, etc. A escolha do tipo de estrutura do edifício depende do seu custo, área de construção e localização de o empreendimento. A principal vantagem das estruturas de construção em aço sobre as de concreto armado é o seu baixo peso. Isto permite a utilização destas estruturas em áreas inacessíveis: no Extremo Norte, em áreas com maior atividade sísmica, deserto, áreas montanhosas, etc.

A criação de estruturas volumétricas produtivas (a partir de chapas finas de aço), o aumento da utilização de aços de alta resistência e perfis laminados econômicos permitirão reduzir o peso de edifícios e estruturas.

Área principal de aplicação estruturas de construção de pedra- construção de paredes e divisórias. Estruturas arquitetônicas e edifícios feitos de tijolos, pequenos blocos e pedra natural cumprem menos os requisitos da construção industrial do que os edifícios de grandes painéis, pelo que a sua participação em todos os volumes de construção está a diminuir.

Dois tipos de estruturas de madeira laminada também são utilizados na construção: portantes e de fechamento. As estruturas de suporte são constituídas por várias camadas de madeira e são coladas. Muitas vezes são reforçados com a inserção de reforço.

A produção de estruturas de madeira laminada é realizada em fábrica, todos os processos são realizados mecanicamente

A principal tendência de mudança nas estruturas de madeira é a transição para estruturas de construção de madeira laminada. Admissibilidade produção industrial e obtenção de elementos de um determinado design tamanhos necessários colá-los oferece vantagens sobre estruturas de madeira outros tipos. Estruturas de construção laminadas coladas são amplamente utilizadas na construção agrícola.

Nas tendências da construção moderna, novos tipos de industriais estruturas de construção: estruturas de fibrocimento, pneumáticas, ligas leves. As vantagens dessas estruturas são: baixa gravidade específica, possibilidade de produção fabril em linhas de produção mecânicas. Painéis mais leves de três camadas estão começando a ser usados ​​​​como estruturas de fechamento, em vez de painéis pesados ​​​​de concreto armado e concreto de argila expandida.

Requisitos para estruturas de construção.

Por razões de requisitos operacionais, estruturas de construção deve ser resistente ao fogo, resistente à corrosão, conveniente, econômico e seguro de usar. Com o aumento da escala e do ritmo de construção, as estruturas dos edifícios são obrigadas a ser fabricadas em fábrica. As estruturas devem ser económicas no custo e óptimas no consumo de materiais, convenientes para o transporte e diferenciadas pela rapidez e facilidade de montagem no local; canteiro de obras.

É dada grande importância à redução da intensidade do trabalho, tanto na produção estruturas de construção, e no processo de construção de edifícios a partir deles.

Uma tarefa importante da construção moderna é reduzir massas de estruturas de construção através do uso de materiais leves e produtivos e do desenvolvimento de vários soluções construtivas.

Cálculo de estruturas de edifícios.

Estruturas de construção ao projetar, a resistência, a estabilidade e as vibrações são calculadas. O cálculo leva em consideração a influência das forças às quais as estruturas estão expostas durante a operação: peso próprio, cargas externas, influência dos fatores de temperatura, deslocamento dos suportes da estrutura, forças que aparecem durante o transporte e instalação das estruturas do edifício.

As estruturas de construção são muito diversas em sua finalidade e aplicação. No entanto, eles podem ser unidos de acordo com alguns sinais de semelhança de certas propriedades, ou seja, classificar, ao mesmo tempo que esclarece alguns conceitos. Várias abordagens para classificar estruturas são possíveis.

Tendo o cálculo de estruturas como principal objetivo final do livro didático, é mais aconselhável classificá-las de acordo com os seguintes critérios:

EU) geometricamente as estruturas são geralmente divididas em sólidos, vigas, lajes, cascas (Fig. l.l) e sistemas de hastes (Fig. 1.3):

variedade- uma estrutura em que todas as dimensões são da mesma ordem, por exemplo, as dimensões de uma fundação podem ser as seguintes: UM= 1,8m; b = 1,2m; h = 1,5 m As dimensões podem ser diferentes, mas a ordem é a mesma - metros;

madeira- um elemento em que dois tamanhos são muitas vezes menores que o terceiro, ou seja, eles são de ordem diferente: b « eu, h « eu . Por exemplo, para uma viga de concreto armado podem ser: b = 20 cm, h = 40 cm e l = 600 cm, ou seja, eles podem diferir entre si em toda uma ordem de magnitude (10 ou mais vezes).

Uma viga com eixo quebrado é geralmente chamada de pórtico mais simples, e uma viga com eixo curvo é chamada de arco (Fig. 1.2, uma, b)

placa- um elemento em que um tamanho é muitas vezes menor que os outros dois: h « a, h « l. Um exemplo é com nervuras laje de concreto armado(mais precisamente, o campo da laje), cuja espessura da própria laje h pode ter 3-4 cm, e o comprimento e a largura são cerca de 150 cm. A laje é um caso especial de mais. conceito geral- uma casca que, ao contrário da laje, apresenta contorno curvo (Fig. 1.1, d). Uma discussão sobre shells está além do escopo deste curso;

sistemas de haste Eles são sistemas geometricamente imutáveis ​​de hastes conectadas entre si de forma articulada ou rígida. Estes incluem treliças de construção (viga ou cantilever) (Fig. 1.3).

As dimensões em todos os exemplos são fornecidas como um guia e não excluem a sua diversidade. Há casos em que é difícil classificar uma estrutura como um ou outro tipo com base neste critério. No âmbito deste livro, todas as estruturas se enquadram bem na classificação acima;

2) de um ponto de vista estático os projetos são divididos em estaticamente definível e estaticamente indeterminado. O primeiro inclui sistemas (estruturas) nos quais forças ou tensões podem ser determinadas apenas a partir de equações estáticas (equações de equilíbrio), enquanto o segundo inclui aqueles para os quais as equações estáticas por si só não são suficientes. Este livro trata principalmente de construções estaticamente definíveis;

3) de acordo com os materiais utilizados os projetos são divididos em aço, madeira, concreto armado, concreto, pedra (tijolo);

4) do ponto de vista do estado de tensão-deformação, aqueles. forças internas, tensões e deformações que surgem em estruturas sob a influência de cargas externas, podem ser condicionalmente divididas em três grupos: mais simples, mais simples E complexo(Tabela 1.1). Esta divisão não é geralmente aceita, mas permite trazer para o sistema as características dos tipos de estados tensão-deformação das estruturas, que são difundidos na prática construtiva e serão discutidos no livro didático. É difícil refletir todas as sutilezas e características dessas condições na tabela apresentada, mas permite compará-las e avaliá-las como um todo. Mais detalhes sobre os estágios dos estados de tensão-deformação serão discutidos nos capítulos correspondentes.

Dobras, etc. geralmente combinam funções de fechamento e de suporte de carga, o que corresponde a uma das tendências mais importantes no desenvolvimento da moderna Estruturas de construção Dependendo de esquema de projeto transportadoras Estruturas de construção dividido em planos (por exemplo, vigas, treliças, pórticos) e espaciais (conchas, abóbadas, cúpulas etc.). As estruturas espaciais são caracterizadas por uma distribuição de forças mais favorável (em comparação com as planas) e, consequentemente, menor consumo de materiais; no entanto, a sua produção e instalação, em muitos casos, revela-se muito trabalhosa. Novos tipos de estruturas espaciais, por exemplo as chamadas. estruturas estruturais de perfis laminados em conexões aparafusadas, distinguem-se pela economia e pela facilidade comparativa de fabricação e instalação. Com base no tipo de material, distinguem-se os seguintes tipos principais: Estruturas de construção: concreto e concreto armado (ver. Estruturas e produtos de concreto armado ), estruturas de aço, estruturas de pedra, estruturas de madeira.

As estruturas de concreto e concreto armado são as mais comuns (tanto em volume quanto em áreas de aplicação). A construção moderna é particularmente caracterizada pela utilização de betão armado na forma de estruturas industriais pré-fabricadas utilizadas na construção de edifícios residenciais, públicos e industriais e muitos estruturas de engenharia. As áreas racionais de aplicação do concreto armado monolítico são estruturas hidráulicas, pavimentos de estradas e aeródromos, fundações para equipamentos industriais, tanques, torres, elevadores, etc. Tipos especiais concreto e concreto armado são utilizados na construção de estruturas operadas em altas e baixas temperaturas ou sob condições químicas ambientes agressivos(unidades térmicas, edifícios e estruturas de metalurgia ferrosa e não ferrosa, indústria química, etc.). A redução de peso, a redução do custo e do consumo de materiais em estruturas de concreto armado são possíveis através do uso de concreto e armaduras de alta resistência e do aumento da produção. estruturas protendidas, ampliando as áreas de aplicação do concreto leve e celular.

As estruturas de aço são utilizadas principalmente para caixilhos de edifícios e estruturas de longo vão, para oficinas com equipamentos de guindastes pesados, altos-fornos, tanques de grande capacidade, pontes, estruturas tipo torre, etc. em alguns casos coincidem. Neste caso, a escolha do tipo de estruturas é feita tendo em conta a relação dos seus custos, bem como em função da área de construção e da localização dos empreendimentos. indústria da construção. Vantagem significativa estruturas de aço(em comparação com o concreto armado) - seu peso mais leve. Isso determina a viabilidade de seu uso em áreas com alta sismicidade, áreas de difícil acesso do Extremo Norte, áreas desérticas e de alta montanha, etc. A expansão do uso de aços de alta resistência e perfis laminados econômicos, bem como a criação de estruturas espaciais eficientes (incluindo chapas de aço finas) reduzirão significativamente o peso dos edifícios e estruturas.

Aplicação principal estruturas de pedra- paredes e divisórias. Edifícios em tijolo, pedra natural, pequenos blocos, etc. atendem aos requisitos da construção industrial em menor grau do que os edifícios de grandes painéis (ver artigo Grandes estruturas de painéis ). Portanto, a sua participação volume total a construção está diminuindo gradativamente. No entanto, a utilização de tijolos de alta resistência, pedras armadas, etc. estruturas complexas (estruturas de alvenaria reforçadas com armadura de aço ou elementos de concreto armado) podem aumentar significativamente capacidade de carga edifícios com paredes de pedra, e a transição da alvenaria manual para o uso de tijolos e painéis cerâmicos fabricados em fábricas aumentará significativamente o grau de industrialização da construção e reduzirá a intensidade de trabalho na construção de edifícios com materiais de pedra.

A principal direção no desenvolvimento de estruturas modernas de madeira é a transição para estruturas de madeira laminada. Possibilidade de produção industrial e recebimento elementos estruturais dimensões exigidas através da colagem determina suas vantagens em comparação com outros tipos de estruturas de madeira. Suporte de carga e fechamento estruturas coladas são amplamente utilizados na agricultura. construção.

EM construção moderna Novos tipos de estruturas industriais estão se difundindo - produtos e estruturas de cimento-amianto, estruturas de construção pneumáticas, estruturas feitas de ligas leves e usando plásticos. Suas principais vantagens são a baixa gravidade específica e a possibilidade de produção fabril em linhas de produção mecanizadas. Painéis leves de três camadas (com revestimentos de aço perfilado, alumínio, cimento-amianto e isolamento plástico) estão começando a ser usados ​​​​como estruturas de fechamento, em vez de painéis pesados ​​​​de concreto armado e concreto de argila expandida.

Requisitos para Estruturas de construção COM em termos de requisitos operacionais Estruturas de construção deve atender à finalidade pretendida, ser resistente ao fogo e à corrosão, seguro, conveniente e econômico para operar. A escala e o ritmo da construção em massa exigem Estruturas de construção requisitos de natureza industrial da sua produção (em condições de fábrica), eficiência (tanto em custo como em termos de consumo de materiais), facilidade de transporte e rapidez de instalação em canteiro de obras. De particular importância é a redução da intensidade do trabalho - tanto na indústria transformadora Estruturas de construção, e no processo de construção de edifícios e estruturas a partir deles. Uma das tarefas mais importantes da construção moderna é a redução de peso Estruturas de construção com base no uso generalizado de pulmões materiais eficazes e melhorar soluções de design.

Cálculo S. Para. As estruturas dos edifícios devem ser projetadas para resistência, estabilidade e vibração. Isso leva em consideração as forças a que as estruturas são submetidas durante a operação (cargas externas, peso próprio), a influência da temperatura, encolhimento, deslocamento de apoios, etc., bem como as forças que surgem durante o transporte e instalação Estruturas de construção Na URSS, o principal método de cálculo Estruturas de construçãoé o método de cálculo de acordo com estados limites, aprovado pelo Comitê de Construção do Estado da URSS para aplicação obrigatória a partir de 1º de janeiro de 1955. Antes disso Estruturas de construção calculado em função dos materiais utilizados pelas tensões admissíveis (metal e madeira) ou pelas forças destrutivas (betão, betão armado, pedra e pedra armada). Principal desvantagem Estes métodos incluíam a utilização nos cálculos de um único factor de segurança (para todas as cargas existentes), o que não permitia avaliar correctamente a magnitude da variabilidade de cargas de diferentes naturezas (constantes, temporárias, neve, vento, etc.) e o capacidade máxima de carga das estruturas. Além disso, o método de cálculo baseado nas tensões admissíveis não teve em conta a fase plástica de funcionamento da estrutura, o que conduziu a um desperdício injustificado de materiais.

Ao projetar um edifício (estrutura) tipos ideais Estruturas de construção e os materiais para os mesmos são selecionados de acordo com as condições específicas de construção e funcionamento do edifício, tendo em conta a necessidade de utilização de materiais locais e redução de custos de transporte. Ao projetar projetos de construção em massa, como regra, padrão Estruturas de construção e diagramas dimensionais unificados de estruturas.

Lit.: Baikov V.N., Strongin S.G., Ermolova D.I., Estruturas de construção, M., 1970; Códigos de construção e regras, parte 2, seção A, cap. 10. Estruturas e fundações de edifícios, M., 1972: Estruturas de edifícios, ed. AM Ovechkin e RL Mailyan. 2ª ed., M., 1974.

G. Sh.

Artigo sobre a palavra " Estruturas de construção"no Bolshoi Enciclopédia Soviética foi lido 27.210 vezes

Fundamentos de soluções de design de construção

Por propósito estruturas de construção são divididas em portante, envolvente e combinado.

Estruturas portantes– estruturas construtivas que absorvam cargas e impactos e garantam a confiabilidade, rigidez e estabilidade dos edifícios. Estruturas portantes que formam o esqueleto do edifício ( sistema estrutural) são classificados como os principais: fundações, paredes, suportes individuais, pisos, revestimentos, etc. as demais estruturas de suporte são consideradas secundárias, por exemplo, lintéis sobre aberturas, escadas, blocos de poços de elevadores.

Estruturas de cercas– estruturas de edifícios destinadas a isolar os volumes internos dos edifícios do ambiente externo ou entre si, tendo em conta requisitos regulamentares para resistência, isolamento térmico, impermeabilização, barreira de vapor, estanqueidade ao ar, isolamento acústico, transmissão de luz, etc. As principais estruturas de fechamento são paredes cortinas, divisórias, janelas, vitrais, lanternas, portas, portões.

Estruturas combinadas– estruturas de construção de edifícios e estruturas para vários fins que desempenham funções de suporte e fechamento (paredes, pisos, revestimentos).

De acordo com a localização espacial, as transportadoras as estruturas dos edifícios são divididas em verticais e horizontais.

Estruturas de suporte horizontais- revestimentos e tetos - absorvem todas as cargas verticais que sobre eles incidem e transferem-nas andar por andar para estruturas portantes verticais (paredes, colunas, etc.), que, por sua vez, transferem as cargas para a base do edifício. As estruturas portantes horizontais, via de regra, também desempenham o papel de discos rígidos em edifícios - diafragmas horizontais de rigidez percebem e redistribuem cargas horizontais e impactos (vento, sísmicos) entre os verticais; estruturas de suporte.

Transferência de cargas horizontais dos pisos para estruturas verticais realizado de acordo com duas opções principais: com distribuição para todos os elementos portantes verticais ou apenas para individuais elementos verticais rigidez (paredes de diafragma, conexões treliçadas de vento ou troncos de reforço). Ao mesmo tempo, todos os outros suportes funcionam apenas para cargas verticais. Também é utilizada uma solução intermediária: a distribuição de cargas horizontais e impactos em diversas proporções entre reforços e estruturas que funcionam principalmente para absorver cargas verticais.

Pisos de diafragma garantem compatibilidade e igualdade de movimentos horizontais de estruturas verticais de suporte de carga sob influências eólicas e sísmicas. Essa compatibilidade e alinhamento são alcançados conectando-se rigidamente as estruturas de suporte de carga horizontais com as verticais.

Estruturas horizontais de suporte de capital edifícios civis com mais de dois andares de altura são do mesmo tipo e geralmente são um disco de concreto armado - pré-fabricado, pré-moldado monolítico ou monolítico.

Introdução

A construção de estruturas portantes de edifícios industriais e civis e estruturas de engenharia são estruturas cujas dimensões da seção transversal são determinadas por cálculo. Esta é a principal diferença em relação às estruturas arquitetônicas ou partes de edifícios, cujas dimensões das seções são atribuídas de acordo com requisitos arquitetônicos, de engenharia térmica ou outros requisitos especiais.

As estruturas dos edifícios modernos devem satisfazer os seguintes requisitos: operacionais, ambientais, técnicos, económicos, produtivos, estéticos, etc.

Classificação de estruturas de edifícios

As estruturas de concreto e concreto armado são as mais comuns (tanto em volume quanto em áreas de aplicação). A construção moderna é especialmente caracterizada pela utilização de concreto armado na forma de estruturas industriais pré-fabricadas utilizadas na construção de edifícios residenciais, públicos e industriais e em muitas estruturas de engenharia. As áreas racionais de aplicação do concreto armado monolítico são estruturas hidráulicas, pavimentos de estradas e aeródromos, fundações para equipamentos industriais, tanques, torres, elevadores, etc. Tipos especiais de concreto e concreto armado são utilizados na construção de estruturas operadas em altas e baixas temperaturas ou em ambientes quimicamente agressivos (unidades térmicas, edifícios e estruturas de metalurgia ferrosa e não ferrosa, indústria química, etc.). A redução de peso, redução de custo e consumo de materiais em estruturas de concreto armado são possíveis através da utilização de concretos e armaduras de alta resistência, aumento da produção de estruturas protendidas e ampliação das áreas de aplicação de concreto leve e celular.

As estruturas de aço são utilizadas principalmente para caixilhos de edifícios e estruturas de longo vão, para oficinas com equipamentos de guindastes pesados, altos-fornos, tanques de grande capacidade, pontes, estruturas tipo torre, etc. em alguns casos coincidem. Neste caso, a escolha do tipo de estruturas é feita tendo em conta a relação dos seus custos, bem como em função da área de construção e da localização dos empreendimentos da indústria da construção. Uma vantagem significativa das estruturas de aço (em comparação com o concreto armado) é o seu peso mais leve. Isso determina a viabilidade de seu uso em áreas com alta sismicidade, áreas de difícil acesso do Extremo Norte, áreas desérticas e de alta montanha, etc. A expansão do uso de aços de alta resistência e perfis laminados econômicos, bem como a criação de estruturas espaciais eficientes (incluindo chapas de aço finas) reduzirão significativamente o peso dos edifícios e estruturas.

A principal área de aplicação das estruturas de pedra são paredes e divisórias. Edifícios em tijolo, pedra natural, pequenos blocos, etc. atendem aos requisitos da construção industrial em menor grau do que os de grandes painéis. Portanto, sua participação no volume total da construção está diminuindo gradativamente. No entanto, a utilização de tijolos de alta resistência, pedras armadas, etc. estruturas complexas (estruturas de pedra reforçadas com armadura de aço ou elementos de concreto armado) podem aumentar significativamente a capacidade de carga de edifícios com paredes de pedra, e a transição da alvenaria manual para o uso de tijolos e painéis cerâmicos feitos em fábrica pode aumentar significativamente o grau da industrialização da construção e reduzir a intensidade de trabalho na construção de edifícios feitos de materiais pétreos.

A principal direção no desenvolvimento de estruturas modernas de madeira é a transição para estruturas de madeira laminada. A possibilidade de fabricação industrial e obtenção de elementos estruturais com as dimensões exigidas por colagem determina suas vantagens em relação a outros tipos de estruturas de madeira. Estruturas coladas de suporte e fechamento são amplamente utilizadas na agricultura. construção.

Na construção moderna, novos tipos de estruturas industriais estão se difundindo - produtos e estruturas de cimento-amianto, estruturas pneumáticas de construção, estruturas feitas de ligas leves e que utilizam plásticos. Suas principais vantagens são a baixa gravidade específica e a possibilidade de produção fabril em linhas de produção mecanizadas. Painéis leves de três camadas (com revestimentos de aço perfilado, alumínio, cimento-amianto e isolamento plástico) estão começando a ser usados ​​​​como estruturas de fechamento, em vez de painéis pesados ​​​​de concreto armado e concreto de argila expandida.