Для того чтобы на всех этапах проектирования конструктивного элемента здания иметь возможность глубоко разбираться во всех протекающих в этом элементе явлениях и процессах и находить правильные решения возникающих технических задач, необходимы глубокие знания основополагающих наук (физики, химии), а также прикладных дисциплин формирующих профессиональные знания инженера (строительные материалы, строительная физика и др.), и положения настоящего курса архитектуры.

Решения конструктивных элементов здания в ходе развития исторического процесса постоянно изменялись и совершенствова­лись по мере раскрытия новых законов природы, развития наук, совершенствования техники, накопления опыта строительства и эк­сплуатации зданий, роста потребности в различных типах зданий.

.На первом этапе проектирования определяется функциональное назначение и место конструктивного элемента в здании.

На втором этапе решения поставленной задачи возникает необходимость всю совокупность воздействий, которым подвергается проектируемый элемент в процессе изготовления, доставки на постройку монтажа и последующей эксплуатации, схематизировать и представить в виде системы простейших воздействий. Такая схематизация может быть справедливой лишь в том случае, если по­следствия схематизированных воздействий будут, аналогичны последствиям, возникающим в действительных условиях. Чем полнее система простейших воздействий будет воспроизводить действительную, тем точнее будет модель и тем достовернее будут полученные результаты.

По природе возникновения могут быть выделены следующие внешние воздействия:

воздействия, определяемые местом рассматриваемого элемента в общей конструктивной схеме здания;

воздействия, вытекающие из природно-климатических условий и других особенностей района строительства;

воздействия, вызываемые условиями эксплуатации помещений и работой расположенного в них технологического оборудования;

воздействия, возникающие в процессе производства строительных работ, изготовления и монтажа деталей.

Различные воздействия могут быть разовыми или повторяющимися в течение всего периода эксплуатации здания, могут накладываться одно на другое или действовать независимо, быть главными, определяющими и малозначительными. Выявление всех воздействий, играющих основную роль в решении рассматриваемого конструктивного элемента, и является главной задачей этого этапа.

Все воздействия, как силовые, так и не силовые (температура, влажность, солнечная радиация и др.), способны вызвать в рассмат­риваемом элементе различные деформации, перемещения, изменения физико-механических свойств материалов, из которых состоит элемент. Последствия перечисленных воздействий могут носить обратимый характер, когда после прекращения влияния воздействий на элемент или материалы, последние восстанавливают свои первоначальные качества, и необратимые, навсегда видоизменяющие первоначальное положение элемента, его размеры, свойство, структуру.

Так могут произойти упругие и выходящие за пределы упругости деформации, перемещения, осадки, усадки, разбухание, периодическое или единовременное раскрытие швов в стыках, образование трещин. Могут происходить накопление влаги, различные структурные изменения, понижающие изоляционные качества ограждения, могут интенсивно развиваться коррозия, гнилостные процессы, меняться свойства материала, сокращать, тем самым, сроки службы и ухудшать эксплуатационные качества конструкций.

При разных сочетаниях воздействий, последствия, накладываясь одно на другое, могут способствовать созданию более благоприятных условий или, наоборот, резко их ухудшать. Выявить все последствия, обусловленные основными видами воздействий, с учетом вероятности их возникновения, повторяемости и совпадения— основная задача третьего этапа конструирования.

На четвертом этапе устанавливаются требования, которым должен удовлетворять конструируемый элемент. Эти требования вытекают из функционального его назначения и основываются на опыте строительства и эксплуатации подобных конструкций и рекомен­даций, полученных по итогам научных исследований в этой области. Указанные требования устанавливают допустимые пределы воз­можных последствий, нормируют сроки службы и эксплуатационные качества элемента, его эстетические качества, степень индустриальности.

Требования, предъявляемые к элементу, предопределяют его прочность и устойчивость, изолирующую способность, долговечность, огнестойкость, гигиеничность, художественную выразительность, строительную технологичность технико-экономическую целесо­образность. Устанавливаются они исходя из значимости и капитальности строящегося здания в соответствии с действующими нормами проектирования, указаниями, инструкциями и другой технической документацией. В тех случаях, когда по отдельным вопросам таких материалов нет, требования устанавливаются на основе опыта строительства и эксплуатации аналогичных объектов в соответствующих природно-климатических условиях. После того как четко выявлены и схематизированы все воздействия, которым подвергается проектируемый элемент, определены пос­ледствия, ими вызываемые, а также уточнены предъявляемые к нему требования, предоставляется возможным подойти к основному, пя­тому, этапу решения задачи: выбору замысла конструкции на основе сопоставления различных вариантов ее решения и с использованием различных строительных материалов.

Естественно, что применительно к каждому виду решаемой конструкции (учитывая специфический для нее характер воздействия и возникающие последствия) требования, предъявляемые в каждом конкретном случае, рассматриваются с большей полнотой. На этом этапе решения задачи — определения замысла конструкции и выбора материалов — в наибольшей степени должны сказаться подготовка, опыт и творческие способности инженера.

Принципиальное решение конструкций, включая выбор

материалов, требующихся для ее осуществления, должно сопровождаться проведением необходимых расчетов для установления размеров, как самой конструкции, так и составных ее частей. При этих расчетах должны использоваться все знания в области строительной физики, сопротивления материалов и др. После определения всех размеров и графического отображения конструируемого элемента очень важно дать ему всестороннюю технико-экономическую оценку и сравнить с другими имеющимися решениями, что может явиться и завершающей частью всей работы над конструированием элемента.

Для различного функционального назначения элементов будут видоизменяться лишь характер воздействий, которым они подвергаются, возникающие в связи с этим последствия и предъявляемые к ним требования.

Положительной стороной рассмотренного метода решения задачи, когда она формализуется и расчленяется на ряд частных задач, рассматриваемых в их логической последовательности, надо считать и то, что в таком виде она может решаться в значительной своей части математически с использованием ЭВМ и при этом менее вероятно возникновение случайных ошибок.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.