Конструктивные особенности арок.

Решетка арок относительно слабо нагружена. Элементы ее компонуются либо из уголков, либо из небольших швеллеров. Часто они подбираются по предельной гибкости, что стимулирует уменьшение высоты сечения арки. Наиболее рациональная форма решетки — треугольная со стойками или без них (рис. 18.22, а). Оптимальный угол наклона раскосов решетки относительно пояса равен приблизительно 45°, что обеспечивает компактное решение узлов сквозной арки.

Прогоны покрытия можно ставить вертикально (рис. 18.22, б). В этом случае решетка арки компонуется по раскосной схеме. Она менее удобна при изготовлении арок, так как все элементы ее будут иметь разную длину.

Главные прогоны кроме своего основного назначения — поддержание кровли — выполняют другую функцию — обеспечение общей устойчивости плоских арок из своей плоскости. Для этого прогоны должны быть закреп­лены в узлах пространственных блоков, образованных поперечными гори­зонтальными связями.

Опорные шарниры могут быть трех типов: плиточные, пятниковые и балансирные. Сквозные арки около опоры, как правило, переходят в сплошное сечение, поэтому опорные шарниры в сплошных и сквозных арках имеют одинаковую конструкцию.

Особенности расчета арок. Расчет нагрузок. При расчете арок учитываются постоянные (собственный вес арок, прогонов, связей, элементов покрытия) и временные (снег, ветер, технологическое оборудование и др.) нагрузки. При подсчете вертикальных нагрузок (собственный вес, снег) следует учитывать переменный угол наклона касательной к арке относительно горизонтали.

Для снеговой нагрузки следует также учитывать неравномерность ее распределения на поверхности криволинейного покрытия (СНиП 2.01.07—85. Нагрузки и воздействия).

Наибольший интерес представляет ветровая нагрузка на арочное покры­тие. В нормах характер ее распределения определяется аэродинамическим коэффициентом, знак и величина которого существенно зависят от кон­фигурации и соотношений размеров здания. При расчете арочного покрытия необходимо рассмотреть все воз­можные варианты ветрового воздействия.

Определение усилий и проверка общей устойчивости. При определении усилий в элементах арочного покрытия (арки, прогоны и т.п.) их обычно рассматривают как стержневые элементы и применяют известные методы строительной механики. Усилия в поясах сквозных арок Nn можно определить по упрощенной формуле:

а – расстояние от ц.т. сечения до противоположного пояса; h – расстояние между ц.т. поясов; N и М – нормальная сила и изгибающий момент.

Усилия в элементах решетки определяются по формуле:

При мощных поясах арки и относительно слабой решетке со стойками в раскосах возникают дополнительные усилия от обжатия поясов:

N_ср, А_ср – средние усилие и площадь поперечного сечения; А_р – площадь поперечного сечения раскоса.

Арка как сжато-изогнутый стержень может потерять устойчивость в пло­скости действия момента и из плоскости. В первом случае она рассматри­вается как криволинейный стержень, закрепленный на концах. Критическая сжимающая сила в первом приближении может быть определена по формуле типа Эйлера:

TI – жесткость арки в плоскости действия момента; s – длина полуарки; μ – к-т приведения расчетной длины.

Закрепление арки против поте­ри устойчивости из плоскости обеспечивается системой связей, распорок, прогонов покрытия, которые определяют ее расчетную длину. Практически устойчивость в этом направлении будет обеспечена, если расчетная длина не будет превы­шать 16 ширин пояса. В особо от­ветственных случаях проверку арки из плоскости можно осуществить по формуле, аналогичной.

Расчет опорных шарниров.

Опорное давление в балансирных опорах передается через плотно пригнанные поверхности балансира и цапфы. При этом распределение контактных напряжений весьма неравномерное. Балансир рассчитывают на изгиб как консоль. На практике обычно размеры балансира задают конструктивно и делают проверку его несущей способности.

Дата добавления: 2015-09-06