"Предупрежден — значит вооружен", — гласит известная пословица. При проектировании, инженер всегда учитывает наихудшие возможные сценарии развития событий во время эксплуатации здания, что часто связано с деформацией или даже разрушением конструкций. Таким образом, при разработке схемы распределения нагрузок необходимо выявить наиболее напряженные участки, где момент силы достигает своего максимума. Основной причиной разрушения конструкций является недостаточная прочность таких участков.
Например, если сечение балки недостаточно велико для выдерживания максимального момента силы, она может трескаться. Однако важно определить: появится ли всего лишь трещина или балка поломается напополам? Небольшая трещина шириной до 0,1 мм в каменных конструкциях считается приемлемым явлением, несмотря на потерю отделки. Эта трещина называется "волосяной" из-за своего вида. Студентам в строительных институтах учат, что наличие таких трещин свидетельствует о правильной работе конструкции. Тонкие трещины в наиболее напряженных местах, которые не расширяются, являются хорошим показателем оптимального проектирования. Это говорит о том, что используемый материал эффективно расходуется без избыточного использования, и при этом обеспечивается необходимая прочность.
Также важно понимать природу волосяных трещин. Для наглядности, представьте, что вы ломаете цветную пластиковую ручку пополам. Вначале она не изогнется, потребуется усилие. После нескольких попыток ручка начнет белеть в центре, что свидетельствует о нарушении структуры пластика. Пластичный шарнир, аналогичный тому, что возникает в балках и перекрытиях, является неизбежным явлением и считается приемлемой деформацией, предшествующей разрушению.
В сопротивлении материалов деформации пластичного шарнира оцениваются по второй группе предельных состояний конструкции. Эта группа отвечает за устойчивость и предотвращение разрушения конструкций, что особенно важно для обеспечения их нормальной эксплуатации. Жить в доме, где регулярно появляются трещины на дорогостоящей отделке, не будет приятным. Если трещина появилась из-за ошибок в расчетах по первой группе, это может быть сигналом аварийной ситуации. В случае железобетонной балки, аварийное состояние выражается в широкой трещине с обнаженной арматурой. Деревянная балка может трескаться, а металлическая изменяет форму при изгибе.
