Несущие конструкции
Несу́щие констру́кции, основные конструктивные элементы, предназначенные для восприятия всех нагрузок и воздействий на здания и сооружения и обеспечивающие их прочность, жёсткость и устойчивость. Несущие конструкции бывают:
вертикальные, воспринимающие главным образом сжимающие усилия (стены, столбы, колонны, пилоны и т. п.);
горизонтальные, работающие преимущественно на изгиб и растяжение (панели и балки перекрытий, стропильные и мостовые фермы, ригели рам, балки пролётных строений, ванты, мембраны и др.).
По характеру статической работы несущие конструкции подразделяют на плоскостные и пространственные. Плоскостные конструктивные элементы работают автономно, не включая в восприятие нагрузок примыкающие к ним конструкции. Пространственные элементы работают в двух направлениях совместно с примыкающими к ним конструкциями. Усилия в несущих конструкциях определяются методами строительной механики.
Для несущих конструкций применяют две группы материалов:
жёсткие (бетон, железобетон, металл, камень, дерево);
нежёсткие (металлические тросы, синтетические плёнки, ткани и др.).
Жёсткие материалы используют в конструкциях, работающих на сжатие и изгиб, нежёсткие – в конструкциях, работающих на растяжение.
Совокупность горизонтальных и вертикальных несущих конструкций создают конструктивные системы (стоечно-балочную, арочно-сводчатую, оболочковую, складчатую, висячую и пневматическую), образующие несущий остов здания (сооружения). Стоечно-балочная система наиболее проста в применении и состоит из вертикальных и горизонтальных стержневых несущих элементов. Арочно-сводчатая система представляет собой балки криволинейного очертания (циркулярного, параболического и т. п.). При увеличении ширины арки в направлении, перпендикулярном её пролёту, создаётся пространственная конструкция – цилиндрический свод. Оболочка – тонкостенная жёсткая конструкция с криволинейной поверхностью различной формы (веерная, серповидная, с выносной консолью и др.). Складчатые конструкции, или складки, образуют пространственную систему из расположенных под углом отдельных плоскостей; могут создавать различные формы – трапециевидные, треугольные, веерные и т. п. Висячие конструкции проектируют плоскостными или пространственными из тросов, вант, цепей и стальных листов, опирающихся на опорный контур (железобетонный или стальной), устанавливаемый на вертикальные конструктивные элементы. Пневматические конструкции состоят из воздухонепроницаемой прорезиненной ткани или синтетической плёнки, закреплённой на опорных элементах. Проектное положение воздухонепроницаемой плёнки обеспечивается давлением внутреннего воздуха.
Выбор варианта несущих конструкций в зданиях и сооружениях зависит от величины перекрываемого пролёта, силовых воздействий на конструкции, технических и экономических возможностей, требований к художественной выразительности конструктивной формы.