ДЕРЕВЯННЫЕ АРКИ. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ

Арки относятся к плоским распорным несущим конструкциям. Распор у них воспринимается затяжкой фундаментами или контрфорсами. Арки перекрывают пролеты значительной величины- до 100 м.

По геометрической форме арки могут быть круглового, стрельчатого и треугольного очертания. По татической схеме двухщарнирные и трехшарнирные. Если распор не воспринимается фундаментом, то в арках делают затяжки из круглой или профильной стали.

ℓ- пролет; f- стрела подъема; f₀- стрела подъема полуарки; S- длина дуги арки; S₀- длина хорды полуарки.

 

Рис. Клеедеревянные арки. а – сегментные; б – треугольные; в – стрельчатые; 1 – без затяжек; 2 – с затяжками.

По конструктивному решению арки могут быть сплошные из прямолинейных блоков и решетчатые, составленные из двух ферм - егментных или с параллельными поясами.

Сплошные арки по поперечному сечению могут быть прямоугольные и двутавровые, по способу изготовления брусчатые, дощатоклееные и клеефанерные.

Для обеспечения устойчивости из плоскости удобнее всего выполнять клеефанерные арки с поперечным сечением, состоящим из полок и двух стенок.

Устойчивость положения арок обеспечивают установкой поперечных скатных связей на расстоянии 25-30 м. Связи могут быть выполнены как из деревянных брусьев, так и из металла в виде профильных или круглых тяжей.

Для обеспечения устойчивости сжатых элементов арки ширина в должна быть не менее 12 см при ℓ<18 м, 14 см при ℓ=18-24 м, 17 см при ℓ=24-30 м, 21 см при ℓ=33-36 м иначе теряется устойчивость из плоскости, или необходимы частые раскрепления.

В общем случае усилия в арке определяются по методам строительной механики в определенных сечениях по формулам:

Расчетная длина ℓ₀ для 2-х шарнирных арок с несимметричной нагрузкой в плоскости действия момента ℓ₀=0,6S. Для 3-х шарнирных арок с несимметричной нагрузкой ℓ₀=0,7S. Для всех остальных случаев ℓ₀=0,5S.

Расчетная длина из плоскости действия момента равна расстоянию между узлами крепления связей, прогонов и других элементов покрытия.

Для решетчатых стержней арок расчетная длина сжатых стержней в плоскости равна геометрической длине между центрами узлов, из плоскости ℓ_0у=1,25ℓ.

Внешняя нагрузка q+p вызывает в арке момент М:

Чтобы уменьшения М_х (М_б), действующий на линейный элемент арки, продольную силу прикладывают в узлах внецентренно. Опирание арки выполняют неполным сечением с высотой h_оп опирания не менее 0,4h_сеч.