Вопрос № 2.Плоскостные большепролётные конструкции: арки, рамы. Особенности их работы, конструктивные решения.

Арки и рамы - основные распорные конструкции. Рамы могут быть разнообразного очертания как с одним пролетом, так и со многими. Чем сложнее рама, тем большему числу ограничительных условий она подвержена. Чаще всего применяют однопролетные рамы П-образного очертания. Из однопролетных рам, комбинируя их с балками, можно получить конструкции разнообразных очертаний с разным числом пролетов. Арки чаще всего проектируются кругового очертания, выполняются как в монолитном, так и в сборном варианте.

Рамы и арки могут быть бесшарнирными с жесткой заделкой опор, двухшарнирными (с шарнирным опиранием на фундамент) и трехшарнирными (третий шарнир посередине пролёта).

Бесшарнирные рамы и арки чувствительны к неравномерным осадкам опор, поэтому их проектируют только на надежных основаниях, не допускающих таких осадков. Среди распорных конструкций бесшарнирные рамы и арки наиболее экономичны по расходу материала; величина распора, наименьшая по сравнению с другими.

Двухшарнирные рамы и арки менее чувствительны к осадкам опор, трёхшарнирные ещё менее чувствительны. Распор наибольший у трёхшарнирных рам и арок, меньше у двухшарнирных, ещё меньше у безшарнирных. Преимущество трехшарнирных арок и рам-их можно заранее изготавливать из двух одинаковых частей и
монтировать простым соединением в шарнирах. Ширина сечений у железобетонных рам и арок принимается обычно в пределах 1/2 …1/4 высоты пролёта. Распорные конструкции требуют выполнения особого вида фундаментов, тем больше развитого во внешнюю сторону от пролета, чем больше распор.

Все плоскостные распорные конструкции обладают достаточной жесткостью в своей плоскости. Но в другом направлении — из плоскости —такой жесткостью они не обладают. В этом направлении пространственная жесткость системы обеспечивается включением связей или стенок жесткости в каждом продольном ряду вертикальных опор. В арочном покрытии этого же результата можно достигнуть замоноличиванием плит покрытия криволинейного очертания. Для уменьшения изгибающих моментов в рамах, а тем самым уменьшения высоты их сечения, применяют консольные выносы, расположенные в продолжении ригелей и загруженные соответствующим образом(почти полное избавление от распора). Безраспорности арки можно полностью достигнуть, соединив ее опоры металлической затяжкой, расположенной под уровнем пола. Безраспорные арки с затяжками можно устанавливать на колонны и стены подобно балкам или фермам. При проектировании многопролетных рам их удобно комбинировать с балочными вставками, опертыми на консольные выносы П-образных рам.