ИЗГИБ ПРЕВРАЩЕН В РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ
М то же предпринимают строители для того, чтобы мо - ^ сты ео стометровыми пролётами и широкие перекрытия заводских цехов были прочными? Вместо балок они применяют другие конструкции, а именно фермы и арки.
Ферма — это конструкция, преобразующая изгиб в растяжение или сжатие. На рисуике 19 вверху показана самая простая ферма. Она состоит из трёх брусьев, соединённых в внде треугольника шарнирами.
|
Рис. 19. Простейшая ферма и ферма железнодпрожного моста. |
Стропила, поддерживающие кровлю, образуют такую конструкцию, известную уже много тысяч лет. Нагрузка, приложенная в вершине треугольника, сжимает наклонные брусья и растигивает горизонтальный брус. Таким образом, ни одна из частей фермы не испытывает изгиба.
На том же рисунке 19 изображён железнодорожный мост. Его ферма состоит из треугольников. Нагрузки, приложенные в узлах (так называются места соедипения стержней фермы), не изгибают стержней, а вызывают растяжение или сжатие.
Благодаря тому, что части фермы испытывают не изгиб, а главным образом растяжение или сжатие, вся Конструкция получается прочной, лёгкой и экономичной.
Широко применять фермы начали в XIX веке, в связи с железнодорожным строительством.
Выдавшийся русский инженер и учёный Дмитрий Иванович Журавский в середине прошлого столетия создал теорию расчёта мостовых ферм. Профессора Л.; Д. Проскуряков и Н. А, Белелюбский, сочетавшие глубокое знание теории с практическим опытом, разработали совершенные для своего времени конструкции крупнейших ферм железнодорожных и шоссейных мостов.
В наше время фермы применяются не только в мостостроении, но и при постройке перекрытий крупных цехов, в конструкциях подъёмных кранов, опор высоковольтных
|
Рис. 20. Схема арки и арочный железобетонный мост. |
Линий и других сооружений. Даже крыло самолёта зачастую имеет «скелет» в виде лёгкой фермы.
Достоинства фермы многообразны, но она имеет и свои недостатки. Для постройки фермы железнодорожного моста нужно миош стали. А нельзя ли сэкономить металл, заменить его, где возможно, более дешёвыми материалами — железобетоном, бетоном, камнем? Можно. Но выполнить ферму из бетона или камня нельзя, так как эти материалы плохо выдерживают растяжение. Если же вместо ферм, использовать арки, тогда можно мосты строить из бетона или камня.
Простейшая арка (рис. 20) представляет собой дугообразный брус, концами упирающийся в опоры. Под нагрузкой арка стремится распрямиться и раздвинуть опоры.
Возникающее при этом горизонтальное давление называется распором. В некоторых типах арок их концы соединяют специальной стяжкой, принимающей на себя усилие распора и. работающей на растяжение.
Арка — одна из древнейших строительных конструкций, насчитывающая более 5000 лет. Материал арочного сооружения при нагрузке испытывает главным образом сжатие. Строители древлости, не знавшие ни стали, ни бетона, возводили арки и своды из камня.
Ещё в XVIII в. крупную арку из дерева спроектировал И. П. Кулибин для одпопролётного моста через реку Неву. Работая над этим проектом, Кулибин создал и теорию расчёта арок.
Советскими строители ми возведены крупнейшие арки из железобетона, например арка моста через Днепр пролётом почти 230 м для двухпутной железной дороги и автомобильного движения. Замечательны по своей грузоподъёмности и красоте железобетонные арки четырёхпутного железнодорожного моста, висящего нзд каналом имени Москвы у Химок.
Своими успехами в строительстве арочных сооружений инженеры во многом обязаны трудам академика Г. П. Передерия, действительного члена Академии наук Грузинской ССР К. С. Завриева и других советских учёных, разработавших теорию и методы расчёта железобе - тонных, бетоппых и каменных арок.
