Клееные арки. Расчет и конструирование. Узлы.

Дощатоклееные арки применяют кругового или стрельчатого очертания с затяжками или с непосредст­венным опиранием на фундаменты или контрфорсы. При наличии затяжек пролеты арок обычно не превышают 24 м, при опирании на фундаменты или контрфорсы про­леты зданий, осуществленных в СССР, достигали 63 м (здание летнего катка в Архангельске). За рубежом имеются отдельные примеры применения арок с проле­тами более 100 м.

Арки обычно склеивают из пакета досок прямоуголь­ного по высоте сечения, что менее трудоемко. При боль­ших пролетах может оказаться целесообразным приме­нение арок переменного по высоте сечения, принятого с учетом изменения момента по длине арки.

Дощатоклееные арки бывают двух- и трехшарнирны-ми (рис. VI.28). При пролетах до 24 м и ///=1/8—1/6 целесообразно применять двухшарнирные арки как бо­лее экономичные во всех случаях, когда возможна транспортировка криволинейных элементов арок. Кри­волинейные арки, как правило, делают с постоянным радиусом кривизны, так как изогнуть доски по окружно­сти легче. В дощатоклееных арках толщину слоев (досок после острожки) для удобства их гнутья целесообразно применять, как правило, не более 1/300 радиуса кривиз­ны и не более 33 мм.

Коньковый узел в трехшарнирных арках можно вы­полнять с деревянными накладками на болтах, воспринимающими поперечную силу от временной нагрузки и обеспечивающими жесткость узла арки из ее плоскости. В случае, если распор воспринимается затяжкой, она вы­полняется из профильной или круглой стали.

Арки рассчитываются на нагрузки и воздействия в соответствии со СНпП П-6-74. В результате расчета арок определяют значения М, N, Q.

Нормальные напряжения в арках вычисляют по обычной формуле для сжато-изгибаемого стержня в се­чении с максимальным изгибающим моментом и соот­ветствующей ему нормальной силой:

где JV0 — значение сжимающей силы в ключевом сечении арки.

При отношении напряжений от изгиба к напряжени­ям от сжатия менее 0,1 производят расчет на устойчи­вость в плоскости кривизны арки по формуле

Расчетную длину арки /0 при определении ее гибкости принимают: а) при расчете на прочность по деформиро­ванной схеме:

для двухшарнирных арок при симметричной нагруз­ке /о = 0,355;

для трехшарнирных арок при симметричной нагруз­ке /о = 0,585;

для двухшарнирных и трехшарнирных арок при ко-сосимметричной нагрузке — по формуле

где а — центральный угол полуарки, рад; 5 — полная длина дуги арки.

Для трехшарнирных арок при расчете на несиммет­ричную нагрузку расчетную длину допускается прини­мать /о = 0,585. Для трехшарнирных стрельчатых арок с углом перелома в ключе более 10° при всех видах на­грузок /о = 0,55.

Расчет арок на устойчивость плоской формы дефор­мирования производят по формуле 111-39.

Клеевые швы проверяют на скалывание по формуле

где Q — расчетная поперечная сила в арке; S — статический момент; /—момент инерции; b — ширина арки; Р.сн — расчетное сопротив­ление скалыванию для клееных элементов.

Накладки в коньковом узле рассчитывают на попереч­ную силу при несимметричном загружении арки. Наклад­ки работают на поперечный изгиб. Изгибающий момент накладки (см. рис. VI. 28, г).

Усилия, действующие на болты (см. рис. VI.28, г):

)

Несущую способность болтов определяют с учетом направления сил поперек волокон; она должна быть больше действующих усилий А?ь Rz-

Крепление арки в опорных узлах рассчитывают на максимальную поперечную силу, действующую в этих узлах. В арках больших пролетов опорный и конько­вый узлы конструктивно сложнее. Их можно выполнить,

например, с помощью специальных элементов, состоя­щих из стальных пластинок, соединенных стержнем из круглой стали (рис. VI.29).