Конструкции балочного и решетчатого типа получили широкое распространение в различных сферах человеческой деятельности, сегодня они применяются для возведения ферм крупных строений и мостовых конструкций, опорных элементов высоковольтной линии электропередач. Кроме того, конструкции обоих типов используют при строительстве тепловозов, подъемных кранов и другой тяжелой техники.
Под понятием «рама» подразумевается особая связующая конструкция, которая объединяет несколько объектов (как правило – однотипных) в устойчивую систему. Элементы рамы (их называют балочными заготовками) соединяются друг с другом при помощи сварки напрямую, либо с использованием дополнительных компонентов для придания финальной конструкции большей жесткости.
Элементы, применяемые для сооружения рам малой величины, обычно изготавливают в форме стальных отливок балочного типа, примером таковых может служить железнодорожный подвижной состав или клети прокатных станов. Особо большие рамы формируют из профильных или листовых компонентов, что обусловлено практичностью и надежностью данной методики.
Решетчатые объекты исключительно многообразны, но всегда имеют одну общую черту – в местах, где между собой соединяются несколько элементов, обязательно присутствует несколько стержней. В ряде случаев вместо обычных балок применяют фермы, это гораздо практичнее и выгодно с экономической точки зрения, если речь идет о больших пролетах. Однако и для ферм наибольшей нагрузкой становится поперечный изгиб.
Фермы объединяются между собой и свариваются на специальном стенде с учетом заранее определенных норм. Важно не забывать, что центр тяжести сечения любого узла – это точка пересечения осей компонентов конструкции. Решетки ферм могут отличаться по целому спектру параметров, но условно выделяют несколько типов таких решеток, среди них чаще других используют треугольные и раскосные. Также все фермы делятся на два больших класса – с поясами, расположенными параллельно, и с поясами, имеющими вид ломаной линии.
Выделяют фермы стропильного и мостового типа. Стропильный тип конструкции подразумевает нагрузку статического плана, здесь в качестве стержневых элементов используют профили или трубы расчетного диаметра. Мостовые конструкции напротив – испытывают нагрузку динамического вида. При разработке проектов по изготовлению и монтажу мостовых конструкций ключевым вопросом становится снятие напряжения с узлов и соединений, скрепленных при помощи сварки. Разумеется, полностью такое напряжение невозможно убрать, но его всегда реально минимизировать, используя грамотный расчет и дополнительные элементы.
К конструкциям данного вида относят мачты линий ЛЭП, при выполнении которых применяется уголок, различные каркасные элементы и сетки для армирования железобетонных элементов (блоков, столбов), мачты радиовещания, буровые вышки и другие объекты башенного типа. Еще один вариант решетчатой конструкции – типовые железнодорожные мосты. Таким образом, рамы решетчатого вида действительно применяются повсеместно ввиду своей практичности и экономической оптимальности.