Вузлові з'єднання елементів конструкцій

З'єднання базових несучих елементів в конструкції, а конструкцій - в конструктивні системи відбувається в вузлах. Через вузлові з'єднання відбувається передача навантаження від одного елемента до іншого, тому вузли є надзвичайно відповідальною частиною конструктивної системи.

Основна класифікація вузлових з'єднань заснована на характері їх роботи при передачі навантаження. Залежно від своєї конструкції вузлове з'єднання може передавати сили і моменти або тільки сили. Вузол, що передає сили і моменти, називається жорстким вузлом. При повороті жорсткого вузла кут між вхідними в нього елементами залишається постійним (елементи повертаються спільно па один і той же кут). Якщо конструкція з'єднується за допомогою жорсткого вузла з фундаментом, що не допускає поворотів, то таке з'єднання називається жорсткою закладенням.

Вузол, що передає тільки сили і допускає незалежні повороти елементів, називається шарнірним вузлом. Шарнірний вузол також може бути межелементних або опорним. Межелементних шарнірний вузол може переміщатися разом з конструкцією. Опорний вузол прикріплює конструкцію до фундаменту і може бути нерухомим або рухомим. Якщо опорний шарнірний вузол передає сили у всіх напрямках (тобто обмежує лінійні переміщення в усіх напрямках), то він називається нерухомим шарніром. Якщо ж опорний шарнірний вузол допускає лінійне переміщення в одному з напрямків координатних осей, то він називається рухомим шарніром.

У табл. 1.2 наведені деякі приклади вузлів зі схемами передачі навантаження. З наведених малюнків очевидно, що головним

Приклади вузлових з'єднань і схеми передачі зусиль

шарнірні вузли

жорсткі вузли

відмітною ознакою шарнірного вузла є можливість незалежного повороту його елементів. При цьому слід пам'ятати, що мова завжди йде про дуже малих значеннях кутів повороту.

Робота конструктивних систем під дією навантажень

Міцність - це здатність споруди виконувати своє призначення, не руйнуючись протягом заданого часу при різних видах навантажень і впливів. Міцність конструктивної системи будівлі забезпечується міцністю окремих її конструкцій, вузлів і деталей. Жорсткістю конструкції називається її здатність чинити опір деформацій під дією зовнішніх навантажень. Надмірні деформації в конструкціях неприпустимі, так як вони можуть серйозно ускладнити її експлуатацію, викликати появу тріщин в залізобетонних конструкціях і навіть змінити розподіл зусиль в елементах конструктивної системи, що в свою чергу може привести до втрати міцності і стійкості окремих елементів. Тому деформації конструкцій і їх вузлових з'єднань обмежуються нормами. Сталістю називається здатність споруд протидіяти навантажень, які прагнуть вивести їх з вихідного стану рівноваги. При певному рівні навантажень конструкція або вся конструктивна система втрачає рівновагу і стрибкоподібно переходить в якісно повое деформований стан. Процес втрати стійкості відбувається дуже швидко і зазвичай веде до руйнування конструкції і всієї споруди. Стійкістю повинні володіти як несуча система в цілому, так і її окремі конструкції і елементи конструкцій. Стійкість несучої системи в цілому називається загальною стійкістю, в якій можна виділити стійкість положення і стійкість форми (рис. 1.12). Стійкість положення споруди забезпечується правильним пристроєм фундаментів і низьким розташуванням його центра ваги.

Стійкість форми конструктивної системи забезпечується правильним взаємним розташуванням її елементів і правильно обраної конструкцією вузлових з'єднань. Якщо стійкість форми не забезпечена, то конструктивна система йод дією навантажень може миттєво деформуватися і зруйнуватися. Існує кілька основних способів додання стійкості форми просторової конструктивної системі (див. Рис. 1.10): установка зв'язків, установка вертикальних і горизонтальних діафрагм жорсткості, використання рам з жорсткими вузлами. Ці конструктивні рішення можуть використовуватися в різних поєднаннях.

Втрата загальної стійкості конструктивної системи будівлі

Мал. 1.12. Втрата загальної стійкості конструктивної системи будівлі

Стійкість окремих конструкцій та їх елементів повинна забезпечуватися правильним проектуванням їх перетинів. Втрата стійкості окремого елемента найчастіше призводить до його руйнування. Вихід з ладу окремого елемента найчастіше тягне за собою перенапруження і послідовне руйнування сусідніх елементів і, як результат, - конструкції в цілому. Таке явище називається прогресуючим або лавиноподібним обваленням.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >