12

obciążenie działające w płaszczyźnie dowolnej z kratownic płaskich wywołuje siły wyłącznie w prętach tej kratownicy”.

Metodą rozkładania konstrukcji na kratownice płaskie można stosować tylko w przypadku, gdy ustrój przestrzenny składa się z układu kratownic płaskich statycznie wyznaczałnych, czyli gdy spełniony jest warunek geometrycznej niezmienności statycznej wyznapzalności układu przestrzennego i kratownic składowych [2].

Zakładając, że obciążenie zewnętrzne działające na kratownicą przestrzenną rozkłada siq w płaszczyźnie utworzonych przez składowe kratownice płaskie, wówczas składowe tego obciążenia wywołują siły wewnętrzne wyłącznie w prętach składowej kratownicy płaskiej.

Stanowi to niewątpliwie daleko idące uproszczenie, gdyż przyjmując warunek zesztywnienia (stanowiący, że obciążenia zewnętrzne działają na konstrukcję odkształconą w ten sam sposób co na konstrukcją nieodkształconą), pomija się wpływ odkształceń wywołany przez obciążenie zewnętrzne na pracę przestrzennego ustroju kratowego.

Szczególnie w odniesieniu do kratownic przestrzennych zachowanie warunku zesztywnienia, jak i przyjęcie idealnych przegubów węzłowych, upraszcza niewątpliwie obliczenia, lecz w istotny sposób odbiega od rzeczywistego charakteru pracy ustroju prętowego.

Dlatego do czasu upowszechnienia metody elementów skończonych w praktyce obliczeń konstrukcji były podejmowane badania dla opracowania metody, która w istotny sposób uwzględni oddziaływanie głównych kratownic w płaszczyźnie, w której przyłożone jest obciążenie zewnętrzne na kratownice pomocnicze w przestrzennym ustroju kratowym (w płaszczyźnie, w której nie ma bezpośredniego obciążenia zewnętrznego).

7.1. Uproszczone metody

obliczeń statycznych przestrzennych kratownic w układzie krata główna i pomocnicza

Popularnym przestrzennym układem kratownicowym jest tzw. kratowy dźwigar skrzynkowy (rys. 7.1) składający się z kraty głównej (dźwigara głównego), w płaszczyźnie której występuje obciążenie zewnętrzne, oraz równoległej kraty pomocniczej (dźwigara pomocniczego). Kratownice połączone są ze sobą za pośrednictwem prętów wykratowania poziomego dolnego i górnego, zwanych wiatrownicami oraz zastrzałami ukośnymi (prętami wykratowania ukośnego), łączącymi pas górny kraty głównej z pasem kraty pomocniczej. Ten typ konstrukcji znalazł zastosowanie w konstrukcjach mostowych i dźwignicowych.

Kratowy dźwigar skrzynkowy 1 składa się z dźwigara głównego 2 i dźwigara pomocniczego 3 połączonych ze sobą prętami wykratowania poprzecznego 4 i prętami wykratowania ukośnego 5 (rys. 7.1).

Rys. 7.1. Kratowe dźwigary skrzynkowe: 1 - kratowy dźwigar skrzynkowy, 2 - krata główna, 3 - krata pomocnicza, 4 - pręty wykratowania poprzecznego, 5 - pręty wykratowania ukośnego, 6 - czołownice

Zagadnienie ujęcia obliczeniowego przestrzennych ustrojów prętowych w układzie; krata główna i pomocnicza było przedmiotem zainteresowania wielu badaczy. Jedną z pierwszych publikacji na ten temat była praca G.P. Gofmana [83], wydana w roku 1938. Po roku 1945 daje się zauważyć wzrost zainteresowania tym problemem, czego dowodem była duża liczba publikowanych prac naukowych, dotyczących tego tematu. Najbardziej rozpowszechnioną w naszym kraju była praca kandydacka Ch.A. Winokurskiego [19], opublikowana w roku 1948. W oparciu o metodę Winokurskiego ukazały się w Polsce prace [84, 85, 86]. Zagadnieniem przestrzennych ustrojów prętowych zajmowano się również w Anglii [87, 88] i RFN [89], W Polsce zagadnienie to było również przedmiotem badan E. Podoby [90]. Praca E. Lubienieckiego oprócz ba-

115