Определение геометрических размеров оси арок.

3.1. Конструирование арок.

Арки применяют пролетом 12...60м., со стрелой подъема f=(1/2-1/8)l.

Клеедеревянные арки из клееных элементов заводского изготовления имеют наиболее широкую область применения. Их формы, размеры и несущая способность могут отвечать требованиям сооружения покрытий самого различного назначения, в том числе уникальных по своим размерам и формам. Элементы этих арок могут иметь любую форму оси, из указанных выше в покрытиях с пролетами 12…80м.

Геометрический расчет арки заключается в определении всех необходимых для статического расчета размеров углов наклона и их геометрических функций. Ввиду того, что арки имеют симмет­ричные схемы, такой расчет достаточно произвести только для одной, обычно левой половины схемы. Рассчитывать удобно в прямоугольной системе координат с началом в центре левого опор­ного узла (рис. 3.1). Основными исходными величинами являются ее пролет l и высота f, а в стрельчатой арке также радиус полуарок r.

                               а)

 

 

                                 б)  

 

 

Рис. 3.1. Геометрические схемы полуарок:

а – сегментной;  б – стрельчатой.

 

 

Геометрический расчет треугольной арки заключается в опре­делении угла наклона оси арки a, длины оси полуарки s и коорди­нат сечений числом n, равных х и у, которые находятся из выражений:

 

 

 

Геометрический расчет сегментной арки заключается в опреде­лении радиуса ее оси r, центрального угла дуги полуарки j, длины оси полуарки s, координат сечений х и у и углов наклона касательных an к оси в этих сечениях, которые определяются из выражений:

 

 

 

Геометрический расчет стрельчатой арки заключается в опре­делении следующих величин: угла наклона хорды a, длины хорды 1Х, центрального угла оси j, длины оси s, угла наклона первого радиуса j0, координат центра b и с, координат сечений x и у, координат сечений по хорде z, углов наклона касательных к оси an, расстояния ее от среднего радиуса до центра правой опоры. Эти величины определяются из следующих выражений:

 

 

3.3. Сбор нагрузок на арки.

Нагрузки, приходящиеся на 1 м² горизонтальной поверхности, определяют от собственного веса арки и временной (снеговой и ветровой) нагрузок.

Сбор нагрузок производится согласно СНиП 2.01.07-85. «Нормы проектирования. Нагрузки и воздействия» и приложению 2 методических указаний по схеме, приведенной в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Наименование нагрузок

Нормативная

Коэффициент надежности по нагрузке g_f

Расчетная

Кровля

 

1,2

 

Покрытие

 

1,1

 

Утеплитель

 

1,2

 

Арка

 

1,1

 

Итого

q

 

q

Снег по [2] п. 5.2, табл. 4

 

 

 

Ветер по [2] п. 6.4, табл.6

 

 

 

Всего

q^н

 

q^р

        

СНиП 2.01.07-85 прил.3

Номер схемы

Профили покрытий и схемы снеговых нагрузок

Коэффициенты m и область применения схем

Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями

 

m₁=l/8f, но не более 1.0 и не менее 0.4.

Вариант 2 следует учитывать при f/l≥1/8:

f/l

1/8

1/6

≥1/5

m2

1.6

2.0

2.2

 

m₁ = cos 1,8a; m₂ = 2,4 sin 1,4a, где a — уклон покрытия, град

 

 

           

 

 СНиП 2.01.07-85 прил.4

Номер схемы

Схемы зданий, сооружений, элементов конструкций и ветровых нагрузок

Определение аэродинамических коэффициентов с

 

Здания со сводчатыми и близким к ним по очертанию покрытиями

Коэффициент

h₁/l

Значения се₁, се₂ при f/l, равном

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

се₁

+0,1

+0,2

+0,4

+0,6

0,7

0,2

-0,2

-0,1

+0,2

+0,5

+0,7

≥1

-0,8

-0,7

-0,3

+0,3

+0,7

се₂

Произ-ое

-0,8

-0,9

-1

-1,1

-1,2