Конструкции из стали проектируют с двойным запасом прочности. В обычных условиях они работают как пружина — деформируются, но возвращаются в исходное состояние. Только при нагрузке в полтора раза выше нормы начинаются необратимые изменения. Любопытно, что после критической точки сталь может растянуться ещё на 2.5% без роста напряжения. Полное разрушение происходит при 20-30% деформации, но до этого материал успевает «перестроиться», усиливаясь самостоятельно(входит в зону самоупрочнения).

Сжатые и изогнутые элементы коварны — они теряют устойчивость внезапно. Иногда это случается ещё до появления пластических деформаций, сопровождаясь изменением геометрии. Когда система перегружена, всё начинает работать иначе: возникают гибкие соединения(пластические шарниры), отдельные части перестают участвовать в распределении нагрузки. При этом в дело вступают элементы, изначально не учтённые в расчётах — например, стеновые панели или плиты перекрытия.

Деформации перераспределяют нагрузки, заставляя плоские конструкции объединяться в трёхмерные системы. Это открывает скрытые резервы прочности, которые различаются у разных типов конструкций, хотя при проектировании закладывается одинаковый запас надежности.

Возьмём обычную однопролётную раму. Её обычно рассчитывают как двухшарнирную из-за жёсткости фермы. Но если нижний пояс фермы повреждается, система не рушится мгновенно. В коньке появляется новый шарнир, крепления к колоннам начинают работать на сдвиг, а кровля включается в распределение нагрузок. Вместо вертикальных реакций возникают горизонтальные составляющие — жёсткие плиты создают дополнительные точки опоры.

Если соединения колонн и фермы не адаптируются к новым условиям, ферма превращается в растяжку. Нагрузку начинают принимать элементы кровли, передавая её соседним конструкциям. Когда этот баланс нарушается, разрушение распространяется дальше.

Многие аварии происходят именно из-за расхождений между проектом и реальным поведением конструкции. Даже второстепенные элементы могут стать слабым звеном. Например, обрушение стен в павильонах часто связано не с самими панелями, а с недостаточной жёсткостью каркаса. Из-за этого ветровые нагрузки, которые должны были воспринимать колонны, распределились на стены.

*Для сохранения доступности изложения часть терминов представлена в упрощённой трактовке*. Это помогает сосредоточиться на общей логике процессов. Анализировать такие ситуации эффективно через методы теории надёжности — они изучают, как конструкции ведут себя экстремальных ситуациях.