Kết cấu xây dựng là cơ kết cấu của các cấu kiện xây dựng. Kết tiếng Hán (結) có nghĩa là thắt nút, liên kết và cấu (構) có nghĩa là làm ra, tạo ra hay tác phẩm. Kết cấu hoặc tĩnh học (tiếng Anh là statics, tiếng Đức là Statik) trong tiếng Hy Lạp cổ là statike (techne) có nghĩa (nghệ thuật của) cân bằng, hoặc statikos là mang lại trạng thái cân bằng. Kết cấu xây dựng phục vụ việc tính toán và thiết kế công trình trong ngành xây dựng. Đó là một công cụ cho việc thiết kế xây dựng và cùng với lý thuyết mô hình hóa và lý thuyết cấu kiện, nó hình thành nên lý thuyết công trình.
Nội dung của nó gồm có việc thống kê giám sát những lực đỡ, nội lực và biến dạng do tác động ảnh hưởng của ngoại lực lên một hệ chịu lực của công trình thiết kế xây dựng. Bên cạnh tĩnh lực còn có những tác động ảnh hưởng khác : biến hóa nhiệt độ, co ngót ẩm, từ biến, biến dạng gối. Lý thuyết độ bền vật tư ( ví dụ lý thiết đàn hồi – elasticity, kim chỉ nan chảy – plasticity ) cũng thuộc về kết cấu kiến thiết xây dựng. Kết cấu kiến thiết xây dựng là cơ sở cho việc phong cách thiết kế công trình trong trạng thới giới hạn độ bền ( ultra limit states – ULS ) và trạng thái số lượng giới hạn thao tác ( serviceability limit states – SLS )
Giới hạn và những khái niệm[sửa|sửa mã nguồn]
Khái niệm Tĩnh học, Cơ học hoặc Cơ kết cấu thường được dùng lẫn lộn và gắn với mặt toán học, vật lý học kim chỉ nan, trong khi Kết cấu thiết kế xây dựng hoặc Cơ kết cấu thiết kế xây dựng có mục tiêu ứng dụng Cơ học hoặc cơ kết cấu vào trong ngành kiến thiết xây dựng. Vì vậy việc xây đắp hệ chịu lực công trình và phong cách thiết kế cấu kiện ( xác lập size nhu yếu, mặt phẳng cắt, lượng cốt thép, v.v. ) được đặt lên số 1 .
Nhà kết cấu xây dựng hoặc nhà thiết kế xây dựng – thường là Kỹ sư xây dựng hơn là Kiến trúc sư – đảm nhiệm công việc thiết kế xây dựng.
Kết quả ở đầu cuối của việc phong cách thiết kế kiến thiết xây dựng là những bản tính kết cấu và thuyết minh chứng tỏ hệ chịu lực đã chọn thỏa mãn nhu cầu những tiêu chuẩn kiến thiết xây dựng bắt buộc .Yêu cầu cơ bản quan trọng nhất của kết cấu thiết kế xây dựng cũng như cơ kết cấu là hệ chịu lực phải nằm trong trạng thái cân bằng không thay đổi. Một phần quan trọng trong kết cấu thiết kế xây dựng là quy mô hóa hệ chịu lực mẫu từ công trình kiến thiết xây dựng phức tạp ( ngôn từ trong ngành còn gọi là ” bổ kết cấu ” ) làm thế nào để làm thế nào đo lường và thống kê được trong số lượng giới hạn sức lực lao động hài hòa và hợp lý kinh tế tài chính .
Quá trình tính toán kết cấu xây dựng tiếp tục với việc xác định ngoại lực tác động (Chú thích: tác giả dùng từ [ngoại tác] thay cho tải trọng hoặc ngoại lực vì ngoài tác nhân lực – trọng lực, gió, động đất, v.v. – ra còn có thể có các tác nhân không phải là lực khác là nhiệt, biến dạng cưỡng bức, v.v.). Từ đó có thể tính được các nội lực trong các cấu kiện. Lực tác động sẽ được truyền qua các cấu kiện xuống đến nền móng công trình.
Hệ chịu lực – Kết cấu kiến thiết xây dựng chia làm hai nhóm Hệ chịu lực
Ngoại tác (ngoại lực, tải trọng)của một hệ chịu lực trong kết cấu xây dựng phải chú ý đến bao gồm:
- Trọng lực
- Lực giao thông
- Lực gió
- Lực sử dụng
- Lực nước
- Lực đất
- Động đất
- Nhiệt
- Cưỡng bức
- v.v.
Các lực động ( va chạm, rung, xê dịch, động đất, v.v. ) thường được tính quy chuyển sang một lực tĩnh trước khi dùng để thống kê giám sát cho công trình kiến thiết xây dựng .
Tính toán kết cấu thiết kế xây dựng[sửa|sửa mã nguồn]
Lý thuyết tính[sửa|sửa mã nguồn]
Các triết lý giám sát cho kết cấu dựa trên những giả thuyết gần đúng, trong đó quan trọng phải kể đến kim chỉ nan bậc I, bậc II, bậc III :
- Lý thuyết bậc I: tính toán các lực trên một hệ chịu lực không biến dạng. Điều này có nghĩa là các biến đổi hình học của hệ chịu lực do tải trọng tác động bị bỏ qua. Việc này chỉ được chấp nhận khi biến dạng nhỏ không làm ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Khi việc ổn định của hệ chịu lực có nguy cơ bị ảnh hưởng thì việc tính toán thay đổi hình học của hệ chịu lực biến dạng phải được chú trọng. Ngoài ra nhìn chung các sai lệch không mong muốn của hệ chịu lực so với hình học thiết kế (ví dụ độ lệch xiên của cột) và các tiền biến dạng của cấu kiện (ví dụ độ cong của các thanh chịu nén) cần phải được chú ý.
- Lý thuyết bậc II: việc quay của một cấu kiện nhỏ đủ bỏ qua. Từ giả thiết này có thể tính gần đúng sin φ = φ và cos φ = 1.
- Lý thuyết bậc III: tính toán xét đến độ quay của hệ chịu lực.
Khi không thay đổi của hệ chịu lực ( ví dụ do gãy ( ! ? ) phồng ( ! ? ), đặc biệt quan trọng khi đo lường và thống kê cho vật tư mảnh như thép, nhôm, v.v. ] ) thì người tính phải đo lường và thống kê cho những tiêu chuẩn đặc biệt quan trọng cho loại biến dạng phá hoại này .
Phương pháp tính[sửa|sửa mã nguồn]
Các phương pháp tính toán cơ bản:
- Phương pháp lực
- Phương pháp chuyển vị
- Phương pháp chuyển vị cổ điển
- Phương pháp tính máy (Phần tử hữu hạn – FEM)
Phân loại Kết cấu kiến thiết xây dựng[sửa|sửa mã nguồn]
Kết cấu thiết kế xây dựng hoàn toàn có thể được phân loại theo Vật liệu kiến thiết xây dựng qua đó cũng có chiêu thức thống kê giám sát và quy trình tiến độ phong cách thiết kế khác nhau :
Ngoài ra kết cấu thiết kế xây dựng hoàn toàn có thể phân loại theo dạng công trình :
