Виды деревянных арок. Усилия в арках и принцип расчета.

Деревянные А широко используют в качестве осн. несущих к-ций зданий. Их применяют в покрытиях промышленных, сельхоз и общественных зданий пролетом от 12 до 70 м. Применяют деревянные А пролетом до 100 м и более.

Схемы деревянных А:

а—без затяжек; б— с затяжками; в— сквозные А; 1— треугольная; 2— пятиугольн.; 3 — стрельчатая; 4 — сегментная.

По статич. схеме А: трехшарнирные и двухшарнирные (без ключевого шарнира). По схеме опирания: А без затяжек, распор кот. передается на опоры, и А с затяжками, воспринимающими распор, который в данном случае на опоры не передается. По форме оси А: на треугольные из прямых полуарок, сегментные, оси которых располагаются на общей окружности, и стрельчатые, состоящие из полуарок, оси которых располагаются на двух окружностях, смыкающихся в ключе под углом. По конструкции: цельные, клееные и А из ферм.

А без затяжек применяют в покрытиях помещений значительной высоты, как правило, без вертикальных стеновых ограждений, например в покрытиях складов сыпучих материалов, спортивных и зрелищных помещений. А с затяжками примен. в покрытиях общего типа в том же качестве, что балки и фермы, и опирают на несущие стены либо в больш.зд. без стен, но затяжку прячут под пол.

А из клееных элементов заводского изготовления имеют наиболее широкую область применения, поскольку их форма, размеры и несущая способность могут отвечать требованиям сооружения покрытий самого различного назначения, в том числе уникальных. А из цельных элементов построечного изготовления могут в ряде случаев найти эффективное применение, однако их форма, пролеты и несущая способность строго ограничены сортаментом лесоматериалов.

Дощатоклееные А. Элементы таких А имеют прямоугольные сечения. Клееные А могут иметь любую из указанных выше форм и применяются в покрытиях с пролетами от 12 до 60 м.

Треугольные клееные А имеют трехшарнирную схему и применяются в покрытиях пролетом до 24 м. Затяжки из арматурной или профильной стали. Отличаются простотой изготовления, не требуя гнутья досок при склеивании. Однако они требуют повышенного расхода древесины, поскольку в их поясах возникают значительные изгибающие моменты. Полуарки крепятся в узлах, как правило, с некоторым эксцентриситетом относительно их действительных осей.

Сегментные клееные А м.б. 3шарнирными и 2шарнирными. Применение 2шарнирных А целесообразно при малых пролетах, допускающих транспор-тирование поясов или А целиком, а также при больших пролетах, когда необходимо иметь несколько монтажных жестких узлов по длине пояса и шарнир лишается монтажного значения. Примен. в покрытиях пролетом до 60 м и более. Затяжки А больших пролетов проектируются из профильной стали. В А малых пролетов прим­еняются затяжки из арматурной стали или из клеенной древесины.

Стрельчатые клееные А имеют 3шарнирную схему и сегментное очертание полуарок без затяжек. Пятиугольные А имеют те же параметры.

Клеефанерные А имеют перспективы применения в легких покрытиях. Они имеют треугольную форму и состоят из коробчатых клеефанерных полуарок. Такие А имеют малую массу и позволяют получать экономию древесины.

А на податливых соединениях имеют треугольную форму. Их образуют полуарки из брусчатых балок на податливых соединениях — деревянных вкладышах, в большинстве случаев — дубовых пластинках.

Сквозные А без затяжек и с затяжками находили применение в большепролетных покрытиях. Такие А являются трудоемкими в изготовлении, требуют закрепления сжатых нижних поясов от потери устойчивости и в настоящее время почти не применяются.

Статический расчет деревянных А производят общими методами строит. механики, как статически определимых 3шарнирных систем.

Статический расчет А производится в следующем порядке. Определяют действующие на А расчетные нагрузки. Затем вычисляют опорные реакции (R и H) и действующие в сечениях А усилия (М, N Q). Затем подбирают сечения А — ее верхнего и нижнего поясов и проверяют действующие в них нормальные δ и скалывающие τ напряжения, которые не должны превышать расчетных сопротив­лений древесины при сжатии, растяжении, скалывании τ и расчетного сопротивления стали R. В заключение рассчитывают узловые соединения.

Усилия в сечениях А — изгибающие моменты М, продоль­ные N и поперечные Q силы — определяются в зависимости от нагрузок, координат сечений х и у и углов наклона φ, касательных к оси в этих сечениях.

Здесь Мб и Qб — изгибающий момент и перерезывающая сила в соответствующем сечении шарнирно опертой балки такого же пролета, как арка и также загруженной.