1.3 Балочные и решетчатые конструкции

Наиболее распространенной конструкцией состоящей из балочных заготовок являются рамы. Они представляют собой объемную пространственную конструкцию, предназначенную для объединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Основное требование к ним – жесткость конструкции. Поэтому входящие в состав сварной рамы балочные заготовки соединяют друг с другом либо непосредственно, либо с помощью вспомогательных элементов жесткости. Размеры рам и их конструктивное оформление весьма разнообразны, различны и методы получения балочных заготовок. Так, рамы клетей мощных прокатных станов собирают и сваривают из балочных заготовок в виде массивных стальных отливок. В рамах тележек железнодорожного подвижного состава используются литые сварные балки коробчатого сечения. Более крупные рамы обычно собирают из профильных и листовых элементов, подкрепляя их во многих местах ребрами жесткости.

Общим для решетчатых конструкций является наличие в узлах соединений нескольких отдельных стержней того или иного сечения.

Фермы, как и балки, работают на поперечный изгиб. Конструктивные формы балок проще, однако при достаточно больших пролетах применение ферм более экономично.

Характерные схемы решеток ферм: треугольная (рис. 02-05а) и раскосная (рис. 02-05б) – они являются основными. Существуют фермы, воспринимающие нагрузки по верхнему (рис. 02-05в) или нижнему (рис.02-05г) поясам. Иногда применяют безраскосные фермы с жесткими узлами (рис. 02-05д). По очертанию поясов фермы могут быть с параллельными поясами или с поясами, образованными ломаной линией (рис. 02-05е).

По назначению фермы разделяют на стропильные и мостовые.

Стропильные фермы работают при статической нагрузке. В качестве стержней используют прокатные и значительно реже гнутые замкнутые сварные профили и трубы. 90% ферм изготавливают из парных прокатных уголков. Стержни в узлах соединяют дуговой или контактной сваркой.

Мостовые фермы работают при переменных нагрузках и нередко при низких климатических температурах, что определяет высокую чувствительность их сварных соединений к концентрации напряжений.

Пространственные решетчатые конструкции башенного типа используются при строительстве радиомачт, радиобашен, буровых вышек и т.д. Вследствие большой длины их монтируют из сваренных на заводе секций. Применяют прокат из трубы или уголка.

К решетчатым конструкциям следует отнести и сварные элементы арматуры железобетона: сетки, плоские и пространственные каркасы изготавливаемые из взаимно перпендикулярных стержней круглого или периодического профиля, соединяемых контактной сваркой. Их назначение – армирование плит перекрытий, перегородок каналов, покрытия дорог и пр.