15

10 10

Rys. 5.8. Wymiary blach węzłowych dla trzech wariantów ukształtowania skrajnych (a) i środkowych (b) węzłów badanych kratownic

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono wzrost wartości momentów gnących ze wzrostem sztywności węzłów oraz spadek wartości przemieszczeń pionowych węzłów. Na wartość momentów przywęzłowych główny wpływ ma sztywność prętów i rodzaj połączenia prętów w węzłach, natomiast wymiary blach węzłowych mają znaczenie drugorzędne. Najmniejsze wartości momentów stwierdzono dla połączenia przegubowego, zaś kolejno wzrost wartości momentów stwierdzono dla połączenia śrubowego, nitowego i spawanego, przy którym są największe wartości momentów gnących.

Na podstawie zebranych wyników badań nie podjęto próby określenia sztywności węzłów badanych konstrukcji kratowych, ograniczając się do stwierdzenia otwartości tego problemu. Potwierdzono natomiast konieczność uwzględnienia obliczeniowego naprężeń II rzędu. W prętach pasów dla przypadku połączenia spawanego, naprężenia II rodzaju osiągnęły poziom 65% naprężeń I rzędu.

Wnioski wynikające z przedstawionych badań są zbieżne z wcześniejszymi zaleceniami W. Boguckiego dotyczących minimalizacji wymiarów blach węzłowych [1],

W monografii W. Szczepińskiego [54] przedstawiona metoda kształtowania węzłów, oparta na metodzie nośności granicznej, pozwala na regulację naprężeń w węźle przez kształtowanie jego wymiarów. Miejsca połączeń prętów w węzłach charakteryzują się znaczną koncentracją naprężeń. Z tego powodu są one najbardziej wrażliwe na pękanie i lokalne odkształcenie plastyczne, a przez to wpływają na ograniczenie wytrzymałości całej struktury konstrukcyjnej. Zatem wymiary węzłów stanowią istotny czynnik w kształtowaniu nośności całej konstrukcji.

Problematyka kształtowania węzłów stanowi przedmiot wielu publikacji szczegółowych poświęconych obliczeniom konkretnych węzłów konstrukcyjnych, Zastosowane w nich metody obliczeń oparte są na metodzie elementów skończonych.

Metody analizy wytrzymałościowej węzłów oparte na MES są znakomite do analizy stanu naprężeń w węzłach o danych wymiarach, lecz bardzo kłopotliwe i pracochłonne do kształtowania węzłów. Istotnym ograniczeniem w zastosowaniu MES do poruszanej problematyki jest brak możliwości uogólnienia wyników. Problem ten został podjęty w monografii H. Frąckiewicza [55],

Zagadnienie wpływu sztywności węzłów na pracę struktur prętowych jest stale rozwijane o czym świadczą tematy prac badawczych ośrodków naukowych zajmujących się tą problematyką np. [56-61 ].

5.4. Współczynnik wykratowania płaskich konstrukcji kratowych

W praktyce inżynierskiej stosowane są uproszczone metody zamiany struktury kratowej na ekwiwalentną belkę zastępczą. Dotyczy to głównie problematyki określenia ugięć dźwigarów bez potrzeby pracochłonnej analizy statycznej.

91