Áркалық құралымдар Áркалардың жүйелері мен түрлері

Áркалық жабындар 60-80 м-ден асқан аралықтар үшін ұтымды болып келеді. Олар негізгі көтергіш элементтер ретінде павильондарда, жабық сауда орындарында,спорт залдарында, ангарларда қолданылады. Металл шығыны бойынша арқалықтық немесе рамалық жүйелерге қарағанда пайдалырақ болып келеді.

Статикалық сұлбасы бойынша áркалар топсасыз, қос топсалы және үш топсалы болуы мүмкін. Осы сұлбалардың пайдалысы тірек құрылысының сипаттамасынан анықталады. Біркелкі таралған жүктемеден ең үлкен майыстырушы момент үш топсалы áрка аралығының ¼ -де пайда болады. Сол себептен мұндай áркалар ең ауыр салмақтысы болып табылады. Бірақ ол статикалық анықталатын болып, тіректің шөгуін және температуралық әсерлерге сезгіштік білдірмейді.Содықтан үш топсалы áркалар құрылыста пайдалынады.

4-сурет. Өтпелі áркалар:

а – топсасыз; б – қос топсалы; в – үш топсалы

Осы áркалардың үш түрінің ішінен кең таралғаны, майыстырушы моменті аралығы бойынша біркелкіге жақын таралатын – қос топсалысы. Қос топсалы áркалар топсаларында еркін бұралғаны арқасында оңай деформациялана алады, соның нәтижесінде температуралық әсерлерден және тіректердің шөгуінен кернеулері айтарлықтай өспейді.

Топсасыз áркаларда аралығының ортасында майыстырушы моменті шамалы болады, сол себептен салмағы бойынша ең жеңілі болып келеді. Бірақ топсасыз áркалар, үлкен тіректік моменттерді қабылдай алатын берік тасты грунтта қолдануы мүмкін. Олай болмаса іргетасы өте үлкен болып,ғимараттың бағасы қымбаттап кетеді. Сондықтан топсасыз áркалар сирек қолданылады. Сонымен, кең таралып жүргені қос топсалы áрка, ал жаман грунттар жағдайында - үш топсалысы.

Грунты осал кезінде áрканың кермесін, еденнен төмен орналасқан, тартпа қабылдаса ұтымды болуы мүмкін. Тартпа болған кезде тіректер негізінде тік жүктемелерді қабылдайды. Сондықтан тартпалы áркалар жеңілдеу болып келеді.

Áркалар ғимараттың қабырғасына тірелген кезінде кермесі áрканың тіректік топсалары деңгейінде орналастырылған тартпа қабылдай алады. Тарпа аспалы төбе жасау үшін және áркаларды алдын ала кернеулендіру үшін бір мезгілде пайдалануға болады. Мысал ретінде жабық стадиондарды, павильондарды, ангарларды алуға болады. Оларда áркалар көбінесе ғимараттың қабырғаларына, трибуналарға тіреледі.

Áркалардың көрінісі қысым сызығына жақын етіп қабылданады. Жүктеме біркелкі таралған кезде жайпақ áркаларда қысым сызығы квадратты парабола болып табылыды. Сол себептен áркалардың көрінісі квадратты парабола бойынша қабылданады.

Биік áркаларда жел жүктемесі едәуір күштеулер туғызады. Жел екі жағынан әсер етіп екі бір бірінен мүлдем қарама-қарсы айырылысатын қысым сызығын береді.Бұл жағдайда áрканың көрінісін сол екі қысым сызықтарының орталарын қабылдаған жөн.

5 – сурет. Биік áрканың көрінісін таңдау:

1 – бастапқы қисық; 2, 3 – жел әсерінің қысым сызығы; 4 – оптымалды көрінісі

Көпаралықты áркаларда көршілес аралықтардағы кермелер теңесіп, ортаңғы тіректер бір жағынан әсер еткен уақытша тік және жел жүктемесінен майысуға жұмыс істейді. Мұндай áркалар тіректерінің қимасы онша үлкен болмайды. Сондықтан осындай құралымдық шешім вокзалдардың жабынында, павильондарда жиі қолданылады.

Áркалардың құралымдық ерекшеліктері

Қос топсалы тұтас және өтпелі áркалардың белдеулерін көбінесе параллельді етіп жобалайды. Тірек жанында белдеулері жақындасып тіректік құрылғымен – топсамен аяқталады. Áрканың көрінісі шеңбердің доғасы бойымен болған кезінде белдеулерінің параллельдігі, оның құралымдық элементтерін типизациялауға алдын ала жағдай жасайды. Тұтас áркалар қимасының биіктігі аралығының 1/50...1/80 бөлігі арасында, ал өтпелілерінде - аралығының 1/30...1/60 бөлігі арасында белгіленеді. Áркаларда соншама кішкентай биіктікті қолдану мүмкіншілігі майыстырушы моментінің біршама аздығымен түсіндіріледі.

Тұтас áркалар әдетте кең сөрелі пісірмеленген қоставр түрінде жобаланады. Жайпақ áркаларда бойлық күштер көптеу болып келеді, сондықтан áрканың қабырғасын қуаттылау етіп белгілеуге болады.

Өтпелі áркаларды жеңіл фермаларға ұқсас құралымдайды. Олардың белдеулері екі бұрыштамадан,екі жеңіл швеллерлерден немесе таврлардан құрастырылады. Жүктемесі көптеу кезінде екі қабырғалы қималар қолданылыды. Керегетор элементтерінің қимасы, көлденең күшінің шамалы болғандығынан, шекті иілгіштігі бойынша бұрыштамадан немесе кішігірім швеллерлерден таңдап алынады. Өтпелі áркалардың керегеторы үшбұрышты жүйесінде қосымша тағанымен немесе тағансыз және қиғаш тіректі жүйесінде жобаланады. Керегетор тағандарының жазықтығында негізгі сырғауылдар орналастырылады. Олар жазық áрканың жалпы орнықтылығын қамтамасыз етеді және төсемнің элементтерін ұстап тұрады. Áрка панельдерінің өлшемдері әдетте áрканың биіктігіне жақын қабылданады.

6 – сурет. Өтпелі áркалардың құралымдық шешімдері:

а – керегеторы үшбұрышты жүйесінде; б – керегеторы қиғаш тіректі жүйесінде; 1 – жөнелтетін марка; 2 – негізгі сырғауыл; 3 - жинақтау түйіні

Áрканы жөнелтетін элементтерге бөлшектеу шартынан ұзындығы тасымалдауға қолайлы 6...9 м-ден бөліп, жинақтау түйістері орналастырылады.

Áрканы алдын ала кернеулендіруге немесе күштеулерін реттеуге болады. Ол үшін áрканы тіректеріне орнатқаннан кейін тірек түйіндерін сырт жағына қарай ықтиярсыз жылжыту - ең қарапайым тәсілі болып табылады. Соның нәтижесінде áрканың төменгі белдеуінде және қиғаш тіректерінде созу кернелері пайда болады. Олар сырт жүктемесінің сығу кернеулерін өшіруге жеткілікті болуы мүмкін. Мұндай жағдайда áрканың төменгі белдеуі мен керегеторын тростардан құралымдауға болады, ал жоғарғы белдеуі қатаң түрінде қалады.

7 – сурет.Астыңғы белдеуі мен керегеторы тростан жасалып, алдын ала кернеуленген áрка:

1 – трос; 2 – қатаң белдеу

Áркаларда тіректік және кілттік топсалары ең күрделі құралымдық түйіндері болып табылады. Тіректік топсалар үш түрлі болуы мүмкін: тақталық (плиточные), табандық (пятниковые) және балансирлік. Өтпелі áркалар тірек жанында тұтас қимаға ауысады. Сондықтан тұтас және өтпелі áркалардың тіректік топсаларының құралымы бірдей болады.

Тақталық (плиточные) топсалардың құралымы ең оңайы деп

8 – сурет. Тақталық топса: 1 – тақта

есептеледі.Олар тіректік қысымы шамалы және áрканың топсаға жалғасқан бөлігі тікеден-тік тұратын кезде қолданылады.

Табандық (пятниковые) топсаларда арнайы тіректік ұясы - табаны (гнездо-пятник) болады, соның ішіне áрканың жұмырланған тіректік бөлігі қондырылады. Тіректік қысым жеткізілетін жерлерінде áрканың қабырғасы мен белдеулері қатаңдық қабырғашалармен нығайтылады. Тіректік табан анкерлік бұрандамалармен іргетасқа бекітіледі.

9 – сурет. Табандық топса

Балансирлік топсалар өте ауыр áркаларда қолданылады. Олардың құралымы жоғарғы және төменгі балансирлерден тұрады, екеуінің арасындағы ұяшыққа тығыздап цилиндрлік цапфа салынады. Áрка жоғарғы балансирге бұрандамалармен бекітіледі. Жел әсерінен пайда болатын теріс таңбалы реакцияларды қабылдау үшін жеңіл және биік áркаларды тіректерге анкерлік бұрандамалармен бекіту керек. Тіректік топсаларда құралымдар еркін бұрылуына бөгет болмауы үшін анкерлерді áрканың өсі бойынша орналастыру керек.

10 – сурет. Балансирлік топса:

1 – цапфа; 2 – балансир

Áрканың кілтінде де, тіректік топсаларға ұқсас жобаланатын, тақталық немесе балансирлік топсаларды қолдануға болады. Жеңіл áркалардың кілтінде табақтық немесе бұрандамалық топсалар қолданылуы мүмкін. Табақтық топсада тік куштер топсаның өсі бойынша горизонталды орналастырылған табақ арқылы жеткізіледі.

11 – сурет. Áркалардың кілттік топсалары:

а – тақталық; б – балансирлік; в – табақтық; г – бұрандамалық