Определение структурных конструкций. Этапы их развития. Основной закон построения структур. Область применения; достоинства и недостатки.

- Структурами обычно называют системы стержней, сходящихся в узлах и расположенных в пространстве в строгом геометрическом порядке. В Советском Союз, бурное развитие структур положено постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 29 мая 1972 г. Серийно изготовляются структурные конструкции из прокатных профилей системы «ЦНИИСК» и труб системы «МАрхИ» и «Кисловодск».

Решетчатые плиты (структурные покрытия) получили широкое распространение в качестве плоских покрытий с пролетами до 100 м.

- Этапы развития структуры. Для структур, образованных стержнями одинаковой длины, возможности «скульптурного» метода построения (из структурно организованного пространства выделяют требуемую форму и отсекают лишнее) ограничены неизменностью углов а наклона к горизонту граней структурной конструкции, «атомами» которой служат полуоктаэдры и тетраэдры (схема 1/2 (0 + Т). Композиционные возможности формообразования пространственных структурных конструкций значительно расширяются с введением дополнительного размера стержней а√2. Узловой элемент в этом случае должен обладать способностью присоединения 18 стержней. При этом образуются не только новые углы, но и появляется возможность перехода от одной системы стержней к другой без нарушения единства структуры. Дальнейшее развитие форм структурных конструкций может идти по линии использования стержней трех типоразмеров: а, а√2 и а√3. Узловой элемент такой системы должен обладать способностью принять стержни 26 направлений.

- Структурное покрытие является прежде всего стержневой (решетчатой) плитой и поэтому основные принципы проектирования сплошных плит справедливы н для них:

1. Наиболее выгодной формой прямоугольных плит является квадратная.

2. Чем чаще расположены опоры по контуру плиты, тем лучше, хотя польза от слишком частого их расположения становится незаметной. В наихудших условиях работает плита, опертая по- углам (а) или в серединах сторон со свисающими углами (6).

3. Эффективен конструктивный прием постановки опор с некоторым отступом от контура покрытия (д). Образующиеся консольные свесы способствуют снижению величин изгибающих моментов в пролете, причем создается самостоятельный планировочный модуль, легко поддающийся блокировке с другими подобными модулями.

- Область применения: промышленное и гражданское строительство, применение в сейсмических районах.

- Достоинства структурных покрытий: пространственная работа при многократной статической неопределимости (многосвязности системы), гарантирующая перераспределение усилий в стержнях при внезапном разрушений некоторых из них; однотипность узлов и стержней; примерно двукратное по сравнению с плоскими фермами снижение строительной высоты конструкции; облегчение кровельного покрытия и подвесных потолков благодаря частому расположению опорных точек в узлах; легкая приспособляемость к планам сложным и с нерегулярной расстановкой опор; выразительность в интерьере и при выносе конструкций на фасад.

Недостатками структурных покрытий, порой диалектически сопряженными с их достоинствами, являются: сложность узлов и высокая требуемая точность их изготовления; неизбежные «люфты» в многочисленных соединениях (исключая сварные).