Деформации сооружений, частей сооружений или строительных элементов основаны на физических явлениях. Они неизбежны. Для предотвращения отрицательных влиянии при эксплуатации величина деформаций в нормах ограничивается.

Деформации строительных элементов из стали несколько больше, чем аналогичных строительных элементов из бетона. При правильном расчете и конструировании стального каркаса и элементов ограждающих конструкций их отрицательные влияния могут быть исключены.

Ниже рассматриваются виды деформаций и их последствия. Деформации строительных элементов проявляются в изменении формы или объема строительного материала, деформации здания— смещением осей строительных элементов.

Внешние воздействия или внутренние силы вызывают изменение формы строительного элемента. Строительные элементы не могут воспринимать нагрузки без изменения своей формы. Нагруженная колонна должна стать короче, нагруженное перекрытие должно прогнуться При изменении формы сжатый стержень (рис. 1.1) становится короче, но толще, растянутый стержень (1.2) длиннее, но тоньше. Другие примеры: прогнувшийся стержень (1.3) и диск, получивший деформацию вследствие сдвига (1.4).

Деформации упруги, если строительные элементы после удаления нагрузки принимают свою прежнюю форму. Они пластичны, если элементы после разгрузки остаются деформированными. Строительные материалы, как правило, подвергаются только упругим деформациям. Некоторые строительные материалы (например, бетон) претерпевают от длительно действующих нагрузок кроме упругих и пластические деформации вследствие ползучести.

Медленно нарастающие нагрузки ведут к постоянным деформациям, быстро нарастающие оказывают динамическое воздействие; ритмически повторяющиеся нагрузки могут вызвать колебания строительных элементов, частей сооружения или всего сооружения, например колебания перекрытий при ходьбе, колебания высотных домов при ветровой нагрузке. Каждое здание имеет
ему одному свойственную частоту собственных колебаний. Усиленные колебания возникают, если частота вынужденных
(возбужденных) колебаний приближается к частоте собственных колебаний нагруженного здания или кратна ей.

Объемные изменения

Объемные изменения строительных материалов проявляются вследствие:

температурных изменений;

усадки или набухания под действием химических процессов или в результате изменения влажности.

Изменения объема, которые не могут свободно развиваться в конструкции, создают внутренние реактивные усилия, которые тоже ведут к изменению формы. Балка (рис. 2.1), температура которой повышается, может свободно расширяться во все стороны, т. е. в длину, высоту и ширину. Другая балка (рис. 2.2) мгжет изменяться только по высоте и ширине. Возникает сила реакции Z. Такое же действие возникает, если удлиненная вследствие температурного воздействия балки (рис. 2.1) примет под влиянием силы Z первоначальную длину.