Часть II. Несущие конструкции. Арки.

Утверждена:

на заседании кафедры

«Строительные конструкции»

«» 2005г.

Протокол №

 

Зав.кафедрой ______Бай В.Ф.

 

Тюмень 2005г.

Методические указания разработал к.ф. – м.н. доцент кафедры строительных конструкций Филисюк В.Г.

Методические указания предназначены для студентов специальности «Промышленное и гражданское строительство» дневной и заочной формы обучения, выполняющих курсовой проект по конструкциям из дерева и пластмасс. В методических указаниях дана необходимая теоретическая и справочная информация, а также приведен пример расчета дощатоклееной арки кругового очертания.

 

Рецензент – к.т.н. доцент кафедры строительных конструкций Денисов М.Г.

 

Методические указания утверждены на заседании кафедры.

Протокол № ________от _________2005 г.

Зав. кафедрой __________________Бай В.Ф.

 

Роспирант ТюмГАСА. Подписано к печати ________Тираж ____.

Содержание.

 

Глава I. Конструирование и расчет арок. 4

1.Классификация арок. 5

2.Технико-экономическое обоснование выбора конструктивной схемы арок. 7

3.Общие положения по расчету арок. 8

3.1. Конструирование арок. 8

3.2. Определение геометрических размеров оси арок. 8

3.3. Сбор нагрузок на арки. 10

3.4. Статический расчет арок. 11

3.4.1. Подбор сечения. 13

3.4.2. Проверка напряжений. 13

3.4.3. Расчет на устойчивость. 13

3.4.4. Расчет и конструирование узлов арки. 13

Приложение 1. 15

Приложение 2. 31

Список используемой литературы. 32

Глава I. Конструирование и расчет арок.

Арки относятся к плоским распорным несущим конструкциям.

Деревянные арки являются в настоящее время наиболее распространенными основными несущими конструкции деревян­ных покрытий зданий различного назначения. Их изготовляют путем склеи­вания надежными синтетическими клеями гнутых и прямых клеедеревянных элементов значительных длин и сечений требуе­мой несущей способности. Клееные дощатые арки - наиболее эффективный вид несущих де­ревянных конструкций, особенно при круговом или стрельчатом очертании.

Клееные фанерные арки - применяют реже из-за трудоемкости их изготовления и дефицитности высоко­качественной фанеры.

Клееные деревянные арки рекомендуется применять при пролетах от 12 до 60 м.

Конструкции клеедеревянных арок являются простыми, состоят из минимального числа элементов. Существенное значение имеет также архитектурная вырази­тельность деревянных арочных покрытий. К достоинствам дере­вянных арок из клеедеревянных элементов следует также отнести их повышенный предел огнестойкости и достаточно длительное сопротивление загниванию и разрушению в химически агрессив­ных средах при условии конструирования узлов на деревянных или стеклопластиковых нагелях.

Как и клееные балки, арки обра­зуются склеиванием досок. Криволинейные арки по статической работе более выгодны, чем прямолинейные треугольные, однако их изготовление более трудоемко.

Дощатоклееные деревянные арки представляют собой пакет склееных по пласти гнутых слоев. Поперечное сечение арок реко­мендуется принимать прямоугольным и постоянным по всей длине.

При больших пролетах целесообразно применять арки переменного по высоте сечения, принятого с учетом изменения момента по длине.

Другие виды сечений допускается применять при надлежащем тех­нико-экономическом обосновании.

Клееные арки обычно изготавливают с постоянным по длине арки прямоугольным поперечным сечением с h/b≤ 8. Сечения арок могут быть армированными.

Арки могут применяться в зданиях различного назначения с утепленными или неутепленными огражда­ющими конструкциями из панелей или листовых материалов.

 

Классификация арок

Деревянные арки разделяются:

 

I. По статической схеме:

 

1. Трехшарнирные арки.

Имеют два опорных и один коньковый (ключевой) шарнир. Являются наиболее распространенными. Они статически определимы, и усилия в их сечениях не зависят от осадок опор и деформаций затяжек. Наличие конькового шарнира позволяет предусматривать в нем монтажный стык и перевозить арки к месту установки в виде полуарок (рис. 1.1, а);

 

2. Двухшарнирные арки.

Имеют только два опорных шарнира. Двухшарнирные арки применяются реже. Усилия в их сече­ниях зависят от осадок опор, деформаций затяжек и они не могут делиться простыми шарнирными узлами на более транспортабель­ные элементы, поэтому их пролеты ограничены (рис. 1.1, б);

3. Бесшарнирные арки (рис. 1.1, в).

 

II. По особенностям опирания на опоры:

1. С затяжками

Арки с затяжками сложнее по конструкции. Опоры рассчитываются только на вертикальные опорные давления (рис. 1.1, г);

 

2. Без затяжек.

Арки без затяжек опираются на фундаменты или стеновые несущие конструкции и являются наиболее простыми. Опоры должны рассчитываться на вертикальные и на горизонтальные (распор) опорные давления

(рис. 1.1, д).

III. По профилю (очертанию):

 

1. Пологие - двухшарнирные и трехшарнирные арки кругового очертания.

Стрела подъема принимается f ≤1/6L, при соответствующем технико-экономическом обосновании может быть уменьшена до 1/7-1/8L.Высоту поперечного сечения арок рекомендуется назначать от 1/20 до1/30L;

 

2. Высокие - стрельчатые трехшарнирные арки из элементов кругового очертания.

Стрела подъема принимается f ≤1/3L-2/3L. Высоту поперечного сечения арок рекомендуется назначать от 1/30 до1/50L;

 

3. Стрельчатые арки.

Состоят из двух полуарок, оси которых распо­лагаются на двух одинаковых частях окружности, стыкующихся под углом в коньковом шарнире, как правило, без затяжек. Расчетная схема трехшарнирная. Стрела подъема принимается f ≤1/3L-1/3L. Высоту поперечного сечения арок рекомендуется назначать от 1/30 до1/40L (рис. 1.1, е);

 

4. Треугольные арки.

Могут быть только трехшарнирными с затяжками или без них. Проще в изготовлении и монтаже. Стрела подъема принимается f ≤1/2L-1/5L. Высоту поперечного сечения арок рекомендуется назначать от 1/20 до1/30L (рис. 1.1, ж).

 

IV. По форме сечения:

 

1. Прямоугольное из склеенных досок (рис. 1.1, з);

2. Тавровое (рис. 1.1, и);

3. Коробчатое (рис. 1.1, к);

4. Армированное стальными стержнями.

 

Рис. 1.1 Клеедеревянные арки: а – трехшарнирные, б - двухшарнирные, в - безшарнирные, г – с затяжками, д - без затяжки, е – стрельчатые, ж – треугольные, з – прямоугольное сечение, и – двутавровое сечение, к – коробчатое сечение.