Усилия 
в сечениях арки подсчитываем с помощью ЭВМ по программе “Арка”.
По результатам распечатки находим расчетные значения усилий M, Q, N при различных видах загружения и различных сочетаниях нагрузок. Результаты расчета приведены в таблице 3.
Таблица 3.
| L | f | r | n | Нагрузки | |||||||
| q | s1 | s2 | s3 | w1 | w2 | w3 | w4 | ||||
| 42.00 | 6.00 | 39.75 | 3.10 | 9.45 | 19.20 | 9.60 | 0.49 | 2.19 | 2.19 | 0.98 |
Конструктивный расчет арки
Подбор сечения арки.
Сечение арки принимаем прямоугольным, склеенным из досок плашмя. Задаемся, согласно рекомендациям СНиП, высотой арки равной 
, и уточняем ее, исходя из целого числа склеиваемых досок. Принимаем 28 досок толщиной 
42 мм.и шириной 192 мм (что соответствует нестроганным стандартным доскам 200x50 мм.). Тогда размеры сечения будут 
=1176x192 мм. Древесина принята первого сорта, для которой
14 МПа, 
1,6 МПа. С учетом коэффициентов mп=1,2, mб=0,85 (при h=117 см.), mсл=0,95 (при 
42 мм.) и mгн=1,0 (при 
946>500) величина расчетного сопротивления будет равна
Для принятого сечения имеем
Проверка прочности сечений.
Проверяем прочность наиболее нагруженного сечения (с максимальным изгибающим моментом) т.е. сечения 3, где M=-286.8 кН м, N=-299.434кН.
Находим значение коэффициента 
, для чего сначала подсчитываем коэффициент 
по формуле
Проверяем прочность сечения по формуле
Вывод: Прочность сечения обеспечена.
Проверяем клеевые швы на скалывание:
Вывод: Прочность клеевых швов на скалывание обеспечена.
Проверку устойчивости арки производим по формуле
.
Считаем, что арка раскреплена по верхней кромке связями, которые ставятся через 3 м. Нижняя кромка не имеет раскреплений, т.е. вертикальные и горизонтальные связи по нижним поясам отсутствуют. Учитывая, что расчетная нагрузка в проверяемом выше сечении создает положительные изгибающие моменты, за расчетный участок lр принимаем расстояние между связями, т.е. lр=3000 мм.
Подсчитываем коэффициенты:
при гибкости 
(коэффициент kф принят равным 1,0 ввиду небольшого изменения моментов на концах рассматриваемого участка lр).
Проверяем устойчивость арки
Вывод: Устойчивость обеспечена.
Однако арку необходимо проверить еще на устойчивость плоской формы деформирования с учетом сочетания нагрузок, которые вызывают отрицательные изгибающие моменты (растяжение в верхней кромке и сжатие в нижней). Расчетные усилия будут равны: M=-286,8кНм, N=-299,434кН.
Для такого случая имеем:
Величины коэффициентов, учитывающих закрепление из плоскости деформирования со стороны растянутой от момента М кромки. При m>4 (в нашем случае 
) они имеют следующие значения:
где 
-центральный угол, рад, определяющий участок 
Проверяем устойчивость арки:
Вывод: Устойчивость обеспечена.
Проверяем устойчивость арки из плоскости:
где 
Таким образом, принятое сечение арки удовлетворяет требованиям прочности и устойчивости.
Расчет затяжки.
Максимальное усилие в затяжке Н=113,925+347,288=461,213кН.
Затяжка выполнена из двух стальных уголков марки ВСт3пс6-1.
Требуемая площадь уголков
а одного уголка
Принимаем уголок 90x90x7 (F=12,28 см2>11,3 см2).
Расчет узлов.
Опорный узел.
Расчетные усилия: N=530,829 кН, Q=58,8кН.
Конструкцию опорного узла принимаем с валиковым шарниром. Материал шарнира- сталь марки 10Г2С1 (Ry=310 МПа).
Расчет валикового шарнира на изгиб и упорных пластин на смятие производим на равнодействующую усилий N и Q в шарнире:
Рис.4 – схема опорного узла.
Принимая расстояние между упорными пластинками в арке 
, находим величину изгибающего момента в валике:
Требуемый момент сопротивления валика
;
Принимаем валик диаметром d=75 мм. (W=41,4 см3 >41,29 см3).
Проверяем валик на срез по формуле
.