KONSTRUKCJE STALOWE STR068

68

Inżynierowie projektanci, opierając się na wiedzy i na intuicji, konstruowali węzły w taki sposób, aby zapewnić zgodność wykonanych konstrukcji z przyjętym schematem statycznym. Węzły łączące belkę ze słupem, ustalone w schemacie statycznym jako sztywne, konstruowano jako węzły spawane z zastosowaniem mocnych żeber usztywniających (rys. 4.33a). Z drugiej strony, aby węzłom przyjętym w obliczeniach jako przegubowe zapewnić swobodę obrotu, belki opierano na stolikach podpierających lub też konstruowano tzw. "przeguby techniczne". Belki mocowano do słupa z wykorzystaniem blach węzłowych lub kątowników, które łączone były ze środnikiem belki śrubami zgrubnymi osadzanymi w' odpowiednio powiększonych otworach (rys. 4.33b).

Sytuacja ta ulegała stopniowo zmianie wraz z rozwojem technologii wytwarzania konstrukcji stalowych i wprowadzaniem nowoczesnych łączników, materiałów i elementów. Zastosowanie w wytwórniach nowoczesnych linii do automatycznej, sterowanej numerycznie obróbki, w tym cięcia, wiercenia otworów, spawania itp., powodowało nacisk producentów na upraszczanie rozwiązań elementów i węzłów. Dążono do unikania rozwiązań z żebrami usztywniającymi, gdyż wymaga to ręcznego spawania tych żeber. Zaczęto upraszczać rozwiązania węzłów sztywnych, pomijając niektóre żebra lub nawet całkowicie je eliminując (rys. 4.35).

Rozwiązanie węzła pokazane na rys. 4.35c nie spełnia kryterium węzłów sztywnych, nie jest też węzłem przegubowym. Powoduje to konieczność uwzględnienia w obliczeniach statycznych rzeczywistych charakterystyk węzłów.

b)

a)

c)

Rys. 4.35. Ewolucja rozwiązań węzłów „sztywnych”

Główne źródła odkształcalności węzłów, które wpływają na ich zachowanie się, to:

•    odkształcenia panelu środnika pod wpływem sił z pasów oraz ścinania (rys. 4.36),

•    odkształcenia części składowych węzła i połączeń: śrub, nakładek, blach węzłowych, blach czołowych (rys. 4.37).

Rys. 4.36. Odkształcenia panelu środnika

Zachowanie się węzłów konstrukcji stalowych opisuje charakterystyka giętna, czyli zależność M-<|>, gdzie: M - moment działający na węzeł, <J> - przyrost kąta obrotu węzła (rys. 4.38a).