Проектирование и испытание деревянных конструкций. Ярцев В.П - 46 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4.1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ АРОК
Стрельчатые клеедеревянные арки состоят из двух полуарок кругового очертания, стыкующихся
под углом в коньковом шарнире. Их изготавливают путем склеивания гнутых и прямых клеедеревян-
ных элементов различными синтетическими клеями, что способствует повышению предела огнестойко-
сти, длительности сопротивлению загниванию и разрушению в химически агрессивных средах. Стрель-
чатая форма дает возможность принимать такую кривизну полуарок, при которой изгибающие моменты
в них и соответственно сечения будут близки к минимальным. Так при увеличении радиуса кривизны
положительные изгибающие моменты растут, а отрицательные – уменьшаются.
Стрельчатые арки выпускают пролетом l от 18 до 80 м, их высота близка к l/2. При малых пролетах
арки изготавливают из досок шириной 17 см, а при больших пролетах – из двух досок, стыкуемых по
ширине.
Трехшарнирные арки являются статически неопределимыми. Усилия в их сечениях не зависят от
осадок опор и деформации затяжек. По особенностям опирания на опоры арки бывают без затяжек и с
затяжками. Следует отметить, что стрельчатые арки чаще всего не имеют затяжек, поэтому их опоры
рассчитываются не только на вертикальные, но и на горизонтальные (распор) опорные усилия [3, 7, 10,
11, 13].
Проектирование арок осуществляется в следующей последовательности [10, 13]:
1 Выполняется геометрический расчет арок. Он заключается в определении всех необходимых для
статического расчета размеров и углов наклона, которые определяются из следующих выражений: угла
наклона хорды –
l
f
2
tg =α
; длины хорды –
α
=
sin
f
l
x
; центрального угла оси –
l
l
x
22
sin
=
ϕ
; длины оси –
0
ϕ= rs ; угла наклона первого радиуса –
2
90
0
ϕ
−α−=ϕ
; координат центра –
0
sin ϕ= rb и
0
cos
ϕ
= rc ; коорди-
нат сечений x и
()
bxcry −−−=
2
2
, координат сечений по хорде –
22
yxz += ; углов наклона касательных
к оси
r
xc
N
−
=αsin
. (4.1).
Основными исходными величинами являются: пролет l; высота f и радиус полуарки r.
2 Производится статический расчет арок. Вначале определяются действующие на арку расчетные
нагрузки и вычисляются опорные реакции (по уравнениям моментов относительно опорного и конько-
вого шарниров). При этом используются следующие допущения: постоянная нагрузка условно считает-
ся равномерно распределенной по длине пролета арки и ее фактическое значение увеличивается на от-
ношение длины арки к ее пролету, снеговая нагрузка дается в нормах условно равномерно распределен-
ной по длине пролета, ветровая нагрузка дается нормами равномерно распределенной по длине верхне-
го пояса арки. Затем в сечениях арки определяются изгибающие моменты, продольные и поперечные
силы. При равномерно распределенной нагрузке, действующей на левом полупролете арки, они равны:
2
2
qx
HyRxM
x
−−= ,
(
)
nnx
HqxRN
α
+
α
−
=
cossin ,
(
)
nnx
sHnqxRQ α−
α
−
=
sincos , (4.2)
где R – опорная реакция; H – усилия в затяжке или распор.
При равномерной нагрузке, действующей на правой полуарке, усилия определяются по тем же
формулам без членов, содержащих нагрузку q.
После этого подбирают сечения арки. Подбор сечений деревянных арок производится на действие в
них максимальных усилий – изгибающих моментов, продольных и поперечных сил, при наиболее не-
благоприятных сочетаниях расчетных нагрузок. Подбор сечения верхнего пояса, работающего как сжа-
то-изгибаемый элемент, осуществляется по формуле для изгиба (2.1), в которой влияние продольной
силы учитывается коэффициентом 0,8. Сечение нижнего пояса подбирается исходя из его прочности
при растяжении (2.10).
3 Производится проверка принятых сечений:
– на действие нормальных сжимающих напряжений в сечениях арки по формуле
слпбc
д
mmmR
W
M
A
N
≤+=σ
, (4.3)

Страницы