При пролетах до 24м их целесообразно делать двухшарнирными. При больших пролетах трехшарнирными. Пролет таких арок достигает у нас – 60м, за рубежом – 100м. поперечное сечение арок у нас в стране прямоугольное за рубежом двутавровое. При пролетах до 30м ширина сечения до 18см из одной доски, при больших пролетах заготовки склеивают по кромкам с уступом. Высоту арки в плече принимают в зависимости от назначения f=(1/2-1/8)l. Арки очерчены по кривой близкой к кривой давления, поэтому для основного загружения снега по всему пролету продольная сила меняется слабо, изгибающие моменты относительно не велики – эксцентриситеты в узлах не устраивают.
Арки строят по дуге окружности, поперечное сечение как правило постоянно по длине. В некоторых случаях по архитектурным соображениям делают серповидного очертания с переменным сечением.
Расчет.
Арки рассчитывают на нагрузки от собственного веса покрытия, на снеговую нагрузку на весь и пол пролета, ветровую нагрузку на пологие арки не учитывают, при больших высотах учитывают обязательно.
Сечение арок подбирают по формулам сжатых изгибаемых элементов.
N0 – продольная сила в ключе арки, при той же комбинации нагрузок, на которую ведется расчет m и N.
μ0 – коэф приведения расчетных длин, равен:
0,35 – симметричное загружение двухшарнирных арок;
0,58 – при несимметричном жагружении двухшарнирных арок, и любом загружении трехшарнирных;
S – длина оси арки от опоры до опоры.
Арки стрельчатого очертания с опиранием на фундаменты, с используемые как консрукции покрытия для складских помещений
Пролеты арок до 24м - это склады удобрений, от 42 до 60м на калийных заводах. Высота арки порядка половины пролета f=(1/5-1/3)l. очертание арки принимается в зависимости от соотношения распределенной нагрузки и сосредоточенной силы (вес транспортной галереи в коньке). Чем больше сосредоточенная сила, тем ближе очертание арки к треугольнику. Рассчитывается так же как пологие, но при вычислении расчетной длины μ0=0,5.
Дощатоклееные гнутые рамы
Рамные конструкции отличаются от арочных своим очертанием, которое сильно влияет на распределение изгибающих моментов в пролете. При ломаном очертании рамы в жестком карнизном узле при загружении как левой, так и правой половины рамы возникают моменты одного знака. В результате при загружении рамы по всему пролету угловые моменты сильно увеличиваются, что ограничивает длину пролетов, перекрываемых рамами, до 18 - 30 м.
Рамы могут воспринимать горизонтальные нагрузки, обеспечивая поперечную устойчивость здания без защемления стоек и без устройства жестких поперечных стен. Рекомендуется делать рамы трехшарнирными, так как в статически определимых системах не происходит перераспределения усилий при деформировании под длительно действующей нагрузкой, что обеспечивает Соответствие их расчетным усилиям.
Дощатоклееные гнутые рамы.Дощатоклееные гнутые рамы выполняют трехшарнирными, что облегчает их изготовление, транспортирование и монтаж. Криволинейность карнизных узлов достигается выгибом слоев (досок) по окружности при изготовлении рам. Радиус кривизны обычно невелик и составляет 2,5-4м. Так как по условиям гнутья отношение радиуса кривизны к толщине слоя (R/δ) не может быть меньше 150, то толщина слоев для изготовления дощатоклееных гнутых рам после фрезерования будет составлять не более 1,6-2,5 см. Следовательно, дощатоклееные гнутые рамы более трудоемки в изготовлении, чем арки и требуют большего расхода древесины и клея. Кроме того, расчетное сопротивление изгибу уменьшается умножением на коэффициент гнутья, меньший единицы.
Сечение рамы делают прямоугольным, а высоту сечения — переменной по длине, что достигается уменьшением числа досок в пакете с внутренней стороны рамы. Постепенное плавное изменение высоты сеченияпредпочтительнее с архитектурной точки зрения, но технологически менее выгодно. Менее сложно и трудоемко изготовление дощатоклееных гнутых рам с применением ступенчатого изменения высоты сечения, которые разработаны для пролетов 12 и 18м. Рамы работают на сжатие и поперечный изгиб.
Расчет.
Расчет производится на нагрузки от собственного веса конструкции и снеговой нагрузки, при высоте стойки до 4м ветровую нагрузку допускается не учитывать. Наиболее опасно сечение таких рам находится на криволинейном участке (наибольший момент + продольная сила).
Проверка прочности этого сечения производится по теории расчета кривых брусьев, при этом учитывается смещение нулевой линии эпюры изгибных напряжений относительно центра тяжести в сторону сжатой кромки, что учитывается корректировкой W – моментом сопротивления. Проверяется прочность наиболее напряженного сечения на сжатие поперек волокон (учитывается напряжение σу). учитываются начальные напряжения в изогнутых слоях рамы.
Наиболее напряженные сечения проверяются в трех точках.
Расчет производится по деформированной схеме:
В точке 1:
- длина полурамы; I – радиус инерции; кж.м. – учитывает изменение сечения рамы по длине.
В точке 2 проверяем растягивающие напряжения:
В точке 3 сжимающие напряжения:
При соблюдении конструктивных требований к высоте поперечного сечения (не менее 30-40% на опоре и в коньке) остальные нормальные сечения не проверяют.
На скалывание рама проверяется в опорном сечении, где действует наибольшая поперечная сила Qmax=H=ql2/8f – распор возникающий в раме.
38. Дощатоклееные рамы из прямолинейных элементов
Рамы склеивают из толстых досок 33мм, сокращается отход пило материала на острожку и расход клея. Рамы изготавливать проще, не требуются большие производственные площади. Главный недостаток этих рам – работа древесины на сжатие и растяжение в биссектрисном сечении не вдоль волокон, а под углом к ним, поэтому размеры сечения в таких рамах больше чем в гнутоклееных.
Наиболее опасным является биссектрисное сечение по которому ригель соединяется со стойкой.
Схему см на обороте.
1. определяем продольную силу Nб в биссектрисном сечении.
т.1. проверка напряжений сжимающих под углом α к волокнам древесины.
т.2. на растяжение.
т.3. на сжатие вдоль оси у.
к1, к2, к3, а так же mα определяются по рис.13;14 пособия по проектированию деревянных конструкций.
