2. Большая по сравнению с рамами деформативность, поэтому подвижное оборудование не применяется.
По статическому признаку арки делятся на:
− бесшарнирные;
− шарнирные: а) двухшарнирные; б) трехшарнирные.
В бесшарнирной арке моменты распределены наиболее равномерно по большей части длины арки, момент в средней половине пролета минимальный. Применение оправдано лишь на крепких скальных грунтах, способных воспринять большие опорные моменты. В противном случае фундаменты получаются очень мощными, и это приводит к экономической нецелесообразности применения.
Достаточно равномерное распределение моментов в двухшарнирных арках. В строительной практике эти арки применяются чаще всего, так как незначительный перерасход материала на арку компенсируется меньшим расходом стоимости фундамента. Двухшарнирная арка менее чувствительна к осадкам опор, а температурные напряжения вдвое меньше, чем у бесшарнирной арки.
Трехшарнирная арка наиболее тяжелая. Ее статическая определимость, чувствительность к осадкам опор, температурным воздействиям практически не дает преимуществ перед двухшарнирной аркой, ключевой шарнир усложняет конструкцию кровли. Очертание трехшарнирной арки часто принимают в виде двух серповидных полуарок. Трехшарнирная арка предпочтительна лишь на слабых грунтах.
После выбора типа арки выбираются генеральные размеры, к которым относятся пролет и стрела подъема. Генеральные размеры зависят от технологических, экономических, архитектурных требований. Пролет чаще всего диктуется технологическими требованиями.
Стрела
подъема зависит от технологических
требований : f min. Экономические требования
:
,
архитектурные
требования
:
Увеличение стрелы подъема f ведет к
уменьшению нормальной силы и увеличению
момента, уменьшение стрелы подъема f -
наоборот. После выбора оптимальной
высоты выбирается оптимальная кривая
- моменты минимальны. Оптимальной
получается кривая, совпадающая с линией
давления. Для равномерно-распределенной
нагрузки при пологих арках будет
квадратная парабола, которая из
конструктивных соображений заменяется
окружностью.
На арки действуют:
1.постоянные нагрузки: собственный вес, покрытие, подвесной потолок
2.временные нагрузки: снеговая на весь пролет, снеговая на половину пролета, ветровые.
Собственный вес арки приближенно можно определить из выражения :
S-длина дуги арки в м, G-полный вес арки
Снеговая и ветровая нагрузки принимается в соответствии с СП.
Для пологих арок:
f/l |
1/8 |
1/6 |
≥1/5 |
|
1,6 |
1,8 |
2 |
-
снеговая нагрузка
-
ветровая нагрузка
f/l |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
Ce1 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,7 |
Ce2 |
-0,8 |
-0,4 |
-1,0 |
-1,1 |
-1,2 |
После определения нагрузок переходят к определению усилий, т.е. выполняется статический расчет арки:
Определение распора
, Мо-балочный момент.
Если арка 2х шарнирная или бесшарнирная, то она статически неопределимая.
От
равномерно распределенной нагрузки
для арок близких к квадратной параболе
рапор, достаточно точно, определяется
так:
)
Определяются усилия в сечениях арки, для этого арку разбивают по длине на несколько участков. Усилие определяется для каждого загружения в отдельности, чтобы потом выбрать наиболее неблагоприятное сочетание. В двухшарнирных и бесшарнирных арках необходимо учитывать влияние температурных воздействий. Величина температурных напряжений определяется так:
,
k-коэффициент
зависящий от типа арки: двухшарнирная-k=2,36;
бесшарнирная-k=4,72(в
пролете), k=9,44(на
опорах);h-высота
сечения арки;
-температурный
перепад.
