Zasady wymiarowania przegubów plastycznych

Na podstawie badań laboratoryjnych oraz doświadczeń praktycznych pro J. R. Robinson wyprowadza w swym podręczniku podane niżej wskazania dc tyczące projektowania przegubów plastycznych (program uprawnienia budowlane na komputer). Średnie naprężenie ściskające w rdzeniu przegubu może być doprowadzone do pięciokrotnej lub nawet sześciokrotnej wartości naprężenia dozwolonego na ściskanie betonu Rb = 0,28 Rr (przez Rr oznaczono tu wytrzymałość kostkową), o ile grubość rdzenia nie jest mniejsza od 5 lub 6 cm, to jest dwu- lub trzykrotnie większa od największego wymiaru ziaren kruszywa.

Średnie naprężenie ściskające w częściach przegubu nie przylegających bezpośrednio do rdzenia nie powinno przekraczać naprężenia dozwolonego na ściskanie betonu Rh- Ta wartość naprężenia odpowiada procentowi objętościowemu uzbrojenia, równemu 2% poza częścią przyległą do rdzenia (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Odsetek objętości uzbrojenia w częściach przegubu bezpośrednio przylegających do rdzenia powinien wynosić 4%. Odsetek ten może być zmniejszony, jeżeli naprężenia średnie są mniejsze lub też jeżeli stosunek szerokości rdzenia do szerokości części przegubu jest większy od 1 : 3.

Na podstawie badań elastooptycznych opublikowanych przez Tessara w 1 tomie prac Association Internationale des Ponts et Charpentes można wnioskować, że przy obciążeniu osiowym przegubu skupienia odkształceń w częściach przegubu dociskających do rdzenia nie sięgają dalej od rdzenia jak na odległość równą szerokości tych części. To samo można przypuszczać, jeżeli wypadkowa nacisku rdzenia na części przegubu jest skierowana ukośnie, pod dostatecznie małym kątem (uprawnienia budowlane).
Kąt odkształcenia przegubu nie powinien być większy od V*6 ze względu na wielkość odkształceń plastycznych rdzenia. Większe kąty mogą być niepożądane nie tylko ze względu na trwałość przegubu, lecz też ze względu na występowanie oddziaływań ukośnych. Dla ułatwienia ustawiania wahaczy o przegubach plastycznych można stosować pręty przechodzące przez oś wahacza i rdzeni, podobnie jak w przegubach tocznych. Prętów tych nie należy wprowadzać w przypadkach, gdy w konstrukcji mogą wystąpić nieprzewidziane odkształcenia trwałe powodujące nadmierne pochylenie wahacza i wymagające zwolnienia oddziaływań i korekty jego ustawienia. W tych bowiem przypadkach pręty kierujące utrudniają korektę (program egzamin ustny).

Beton do wykonania przegubów plastycznych powinien mieć taki sam skład jak beton do wykonania przegubów tocznych. Ziarna kruszywa powinny być dostatecznie male, dobrze otoczone zaprawą, bez nadmiaru cementu, o wytrzymałości odpowiedniej do sił i do wymiarów przegubu.
Przeguby plastyczne mogą być prefabrykowane z trzech części: rdzenia i dwóch części przyległych do rdzenia. Dla umożliwienia ich złączenia wystarcza dać wymiary wgłębień na rdzeń o 1 cm większe od wymiarów rdzenia. Przed złożeniem przegubu należy rdzeń pokryć cienką warstwą zaczynu cementowego (opinie o programie).

Podkładki gumowe

W przegubach umożliwiających odkształcenia kątowe w jednej płaszczyźnie rdzeń skierowany prostopadle do tej płaszczyzny może mieć długość równą szerokości części obejmujących go. W przegubach umożliwiających odkształcenia kątowe w dowolnych płaszczyznach, czyli w przegubach kulistych, rdzeń ma zarys kwadratu lub koła. Szerokość lub średnica rdzenia przegubu wynosi zwykle Vs szerokości mniejszej z części przyległych przegubu.

Podkładki gumowe stosowano od dawna do tłumienia drgań fundamentów pod maszyny, zakres ich zastosowania był jednak ograniczony przez następujące czynniki:
- małą wytrzymałość gumy na ściskanie,
- powolne zmiany własności odkształceniowych i wytrzymałościowych gumy, zwane starzeniem się gumy,
- malenie odkształcalności gumy w niskich temperaturach zwane twardnieniem i kruszeniem gumy,
- zmiany własności gumy występujące pod działaniem składników chemicznych niesionych przez powietrze, to jest korozję gumy.
Zastosowanie podkładek gumowych jako przegubów i łożysk w mostach wymagało usunięcia tych wad, a w szczególności:
- zwiększenia wytrzymałości gumy na ściskanie dla umożliwienia przenoszenia znacznie większych oddziaływań występujących między częściami mostów (segregator aktów prawnych),
- wynalezienie rodzajów gumy nie starzejących się w ciągu dostatecznie długiego czasu, nie ulegających korozji i nie zmniejszających swych własności odkształceniowych przy obniżeniu temperatury do - 10°C, a nawet do -20 czy też -30°C zależnie od klimatu miejscowości, w której most jest położony.

Oprócz pokonania tych trudności zastosowanie przegubów i łożysk gumowych w mostach wymagało dostosowania ich nie tylko do przenoszenia sił, lecz też do umożliwienia wzajemnych przesunięć i obrotów rozdzielonych nimi części konstrukcji (promocja 3 w 1).