Необходимые свойства узловых соединений при появлении в них пластических деформаций

В стальных конструкциях встречаются следующие типы соединений (рис. 8.1): колонны и ригеля в угловых узлах; колонны и ригеля в узлах между этажами или пролетами; ригеля с ригелем; колонн и ригелей в стыках; колонны с фундаментом.
Поскольку пластические шарниры большей частью возникают в местах расположения узловых соединений, то очевидно, что последние оказывают значительное влияние на пластическую работу конструкции в целом. В связи с этим вопросам расчета и проектирования соединений необходимо уделить должное внимание.
Всякое узловое соединение стальных конструкций, рассчитанных и запроектированных с учетом неупругих деформаций, должно удовлетворять трем основным требованиям:
1) воспринимать все действующие в нем напряжения, вплоть до исчерпания несущей способности конструкции в целом;
2) обеспечивать возможность требуемого поворота пластического шарнира, который появляется в соединении, чтобы могли возникнуть и все остальные пластические шарниры, образующие механизм разрушения;
3) быть достаточно жестким, чтобы был сохранен первоначальный угол между соединяемыми элементами.

В реальных конструкциях необходимо применять такие типы соединений, которые не вызывают затруднений при изготовлении.
В стальных конструкциях, рассчитанных и запроектированных с учетом неупругих деформаций, для соединений обычно применяются: сварные швы, большей частью стыковые; фрикционные соединения с предварительно напряженными высокопрочными болтами, которые используются для всех видов напряженных состояний; заклепки и болты повышенной точности, особенно при сжатии и обжатии. В последнем случае можно применять и болты нормальной точности, если по эксплуатационным или расчетным соображениям не требуется ограничений перемещений конструкций или податливости в стыках. Как правило, в одном сечении не рекомендуется применять разные соединения элементов, за исключением сочетания сварки и фрикционных соединений.
В растянутых зонах пластических шарниров не следует применять кромки, выполненные гильотинной резкой; в этом случае их необходимо обработать строжкой, фрезеровкой или зачисткой. Отверстия также должны быть сверлеными, а в случае продавливания их необходимо рассверлить на проектный диаметр.
Если не выполняются строгие расчеты, то соединение, как минимум, должно воспринимать воздействия, равные несущей способности самого слабого из соединяемых элементов; при действии незначительных изгибающих моментов соединение может иметь несущую способность на изгиб, равную четверти пластической несущей способности самого слабого из соединяемых элементов.