Расчет и конструирование узлов арки.

Расчет узлов арок производится на максимальные действующие в них продольные N и поперечные Q силы.

Опорный узел клеедеревянной арки без затяжки проверяется по прочности древесины при смятии по формуле:

s=N/A_см≤R_см.

В опор­ном узле сегментной или стрельчатой арки торец полуарки пер­пендикулярен ее оси, продольная сила N действует вдоль волокон древесины при угле смятия a=0, и расчетное сопротивление смятию является максимальным, равным расчетному сопротивле­нию сжатию Rс. В опорном узле треугольной арки торец полуар­ки обычно перпендикулярен продольной и поперечной силе, и сминающая сила

Nсм =

Эта продольная сила действует под углом к волокнам древесины, определяемым из выражения tga=Q/N и расчетное сопротивление смятию Rсмa соответ­ственно несколько ниже.

Число болтов крепления конца сегментной и стрельчатой арок к боковым фасонкам башмака определяется по величине попе- речной силы Q, как двухсрезных, работающих симметрично при стальных накладках под углом a =90° к волокнам древесины. В опорном узле треугольной арки, где равнодействующая сил N и Q действует перпендикулярно торцу полуарки, сдвигающая сила отсутствует, и болты крепления являются не расчетными, а конструктивными.

Опорный лист башмака работает на изгиб как балка на упру­гом основании. Максимальный изгибающий момент в его сечении при расчетной ширине b = 1 см определяется по приближенной формуле:

M= (q₁l₁²-q₂l₂²)/8,

где q₁ и q₂ равны давлению торца полуарки и реактивному дав­лению фундамента, а l₁ и l₂ равны соответственно длине листа и ширине сечения арки.

Требуемая толщина опорного листа d определяется из выра­жения

d_тр =

Анкерные болты рассчитываются на срез и смятие при действии поперечных сил по нормам проектирования стальных конструкций. Поверхность опор рассчитывается на смятие от действия продольных сил N.

При расчете конькового узла сегментной клеедеревянной арки со стальными узловыми крепле­ниями проверяется прочность лобовых упоров торцов полуарок в упорные листы креплений на смятие продольными силами, дей­ствующими вдоль волокон древесины. Число двухсрезных сим­метрично работающих болтов, соединяющих концы полуарок с фасонками креплений, определяется по величине поперечной силы Q, действующей в узле, с учетом того, что эта сила давит на болты под углом смятия a=90° к волокнам древесины, поэто­му при определении несущей способности болтов надо вводить коэффициент K_a. Монтажные болты, соединяющие упорные лис­ты, рассчитывают на действие поперечной силы. Стальные листы крепления не требуют расчета, так как обычно работают со значительными запасами прочности.

Расчет коньковых узлов треугольных и стрельчатых клеедеревянных арок производится аналогично с учетом того, что продольная и поперечная силы действуют здесь под углами к волокнам древесины, равными a и 90-a, где a— угол наклона касательной к оси полуарки в этом узле.

Расчет коньковых узлов клеедеревянных и брусчатых малопролетных арок с накладками из толстых досок или клеедеревянными и с болтовыми крепле­ниями производится на смятие торцов полуарок продольными силами N. Требуемое число соединительных болтов определяется при действии поперечной силы Q. При этом каждая половина накладки условно считается консольной балкой проле­том l, равным расстоянию между рядами болтов, и консолью a, равной расстоянию крайнего ряда болтов от оси узла, где дей­ствует поперечная сила Q. При этом в ближайшем к оси узла ряду болтов возникает усилие R₁ = Q(l + а)/l, а в дальнем ряду — R₂ = Qa/l. По этим усилиям определяются требуемые количества болтов с учетом того, что они работают под значи­тельными углами к волокнам древесины как двухсрезные и сим­метричные. В ближайшем к оси узла ряду ставятся обычно два болта, а в более дальнем — один болт. Сами накладки обычно работают на изгиб с избыточным запасом прочности.

Дата добавления: 2015-08-05