Конструирование и расчет треугольных арок с металлической затяжкой.

Деревянные арки широко используют в качестве основных несущих конструкций зданий различного назначения. Их применя­ют в покрытиях промышленных, сельскохозяйственных и общест­венных зданий пролетом от 12 до 70 м. В практике зарубежного строительства с успехом применяют деревянные арки пролетом до 100 м и более.

Треугольные арки имеют трехшарнирную схе­му и применяются без затяжек при высоте до ¹/₂ пролета и с затяж­ками при высоте от ¹/₈ до ¹/₆ пролета в покрытиях пролетом до 24 м. Пояса таких арок имеют сечение шириной не более 17 см, что поз­воляет склеивать их из цельных по ширине досок. Затяжки этих арок состоят в большинстве случаев из арматурной или профиль­ной стали. Применение деревянных клееных затяжек позволяет повысить монтажную жесткость арок, их стойкость против корро­зии и степень их огнестойкости. При склеивании таких затяжек стыкование досок по длине позволяет исключить значительные пороки и обеспечить надежность их работы на растяжение.

Расчет.

Распор арки при воздействии на нее сплошной равномерно распределенной нагрузки интенсивностью q определяют по формуле

где – стрела подъема (высота) арки.

Сечения балок, образующих верхние пояса арок, проверяют на максимальный изгибающий момент и продольную силу, действующую в том же сечении, по формуле

где – коэффициент, учитывающий дополнительный момент от продольной силы при деформации стержня, определяемый по формуле

Максимальный изгибающий момент в верхнем поясе арки под влиянием непосредственно приложенной к нему местной равномерно распределенной нагрузки равен

Для уменьшения величины расчетного изгибающего момента продольную силу в верхнем поясе следует прикладывать с эксцентриситетом е, вызывающим обратный по знаку изгибающий момент, что достигается соответствующим конструированием конькового и опорных узлов арки.

Расчетный изгибающий момент в этом случае равен

Продольная сжимающая сила в расчетном сечении определяется по формуле

где α – угол наклона верхнего пояса арки к горизонту,

Q – поперечная сила в простой балке пролетом l.

Собственный вес несущих конструкций приближенно определяют по формуле

где – соответственно нормативные постоянная и временная нагрузки

l – пролет в м

– коэффициент собственного веса

Ориентировочно значение для треугольных арок может быть принято равным 5.