При применении в различных конструкциях высокопрочных канатов в местах их перегиба, перекрестия и соединения устанавливаются промежуточные элементы. По своему назначению такие элементы подразделяются на седельные (рис. 1.57), в которых сдвигающее усилие воспринимается за счёт трения; пиленные и промежуточные соединения пучков канатов (рис. 1.58), не допускающие проскальзывания; концевые элементы крепления к фундаментным стенам (рис. 1.59); граничные элементы крепления тросовой сети (рис! 1.60); клеммы и соединения решётки тросовых ферм (рис. 1.61); промежуточные элементы соединения большепролётных вантовых систем (рис. 1.62); элементы соединения несущих тросов (рис. 1.63); корректирующие фаркопфы (рис. 1.64); элементы крепления перекрестий тросовых сетей (рис. 1.65) и другие.
60
Рис. 1.57. Седельные опоры в местах перегибов одиночных (а) и спаренных (б) канатов
Рис. 1.58. Крепление канатов к пилонам (а,б,в) и промежуточные соединения несущих элементов (г)
Рис. 1.59. Концевые крепления к стенам (а, б, в) и фундаментам (г, д, е)
Рис.1.60. Пример узла граничного крепления тросовой сети
61
Рис. 1.61. Клеммы и соединения решетки тросовых ферм (а) сетей (б) подвесок
Рис. 1.62. Узел соединения радиальных и кольцевых тросов покрытия трибун стадиона
Рис. 1.63. Элементы соединения несущих тросов
62
Рис. 1.64 Корректирующие фаркопфы: а - конструкция, б - крепление к несущим элементам
Рис. 1.65. Детали крепления узлов тросовых сетей на разъемных элементах
Рис. 1.66. Прессованные крепления
Большая часть таких конструктивных элементов изготавливается литыми. Основные из них типизированы и, например, немецкая фирма Pfeifer имеет каталог типовых промежуточных соединительных элементов [24], включающий около 18 видов и от 4 до 20 типоразмеров. Наличие подробного каталога позволяет снизить затраты как на проектирование, так и на изготовление различных зданий и сооружений.
63
В значительной части промежуточных соединений усилия передаются через трение. Такие соединения могут быть выполнены прессовыми (рис. 1.66) или на болтах (рис. 1.65). При проскальзывании клемм и соединений относительно высокопрочного каната происходит перераспределение усилий в тросовой системе, возможность возникновения которого необходимо учитывать и предотвращать.
Относительное смещение между клеммами и канатами или прядями может происходить из-за различия коэффициентов линейного расширения, колебания, большого различия статических усилий в смежных элементах решётки стержневых систем, из-за превышения расчётных значений полезной или монтажной нагрузок, а также в случае разрушения отдельных элементов.
Для спиральных открытых канатов могут использоваться прессованные клеммы из алюминиевых сплавов.
В таких клеммах после обжатия происходят пластические деформации алюминиевых сплавов по профилю каната. При наличии больших сдвигающих усилий может произойти срез зубцов-выступов, что приводит к выводу клеммы из строя и невозможности её дальнейшей эксплуатации. Клеммы на болтах позволяют регулировать усилие обжатия канатов при загружении, кроме этого рекомендуется между клеммой и канатом устанавливать вкладыши из мягкого материала, которые при обжатии принимают профиль обжимаемой поверхности каната.
Для исключения проскальзывания клемм и соединений под действием сдвигающих сил используются два направления:
- 1) варьирование сил поперечного обжатия каната затяжкой болтов или усилием прессования;
- 2) изменением длины клеммы.
Изменение длины клеммы при фиксированном значении величины поперечного обжатия на единицу длины линейно связано с изменением предельных контактных сил сдвига, в то время как зависимость между изменениями сил поперечного обжатия или прессования, а следовательно, и прочности материала, от предельных значений сдвигающих сил носит более сложный характер.
Переход от квазистатического к динамическому загружению приводит к снижению коэффициента трения и, как следствие, к уменьшению предельного значения сдвигающих усилий.
При разработке и выполнении антикоррозионных покрытий следует учитывать их влияние на состояние трущихся поверхностей сопряжения элементов.
64
