Деревянные арки. Конструирование и расчет.
Деревянные арки применяются в покрытиях производственных промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий, имеющих пролеты 12 ÷ 60 м. В практике за рубежом имеются отдельные примеры применения арок с пролетом 100 м.
Достоинства деревянных арок:
архитектурная выразительность деревянных арочных покрытий;
конструкции арок просты, состоят из минимального числа элементов;
повышенный предел огнестойкости;
достаточно длительное сопротивление загниванию и разрушению в химически агрессивных средах.
Классификация арок
Треугольные арки изготавливают:
1) из клееных дощатых блоков
Способ соединения арок в коньке (накладки на болтах, стальной шарнир, штыри и др.) выбирают в зависимости от стрелы подъема, угла примыкания блоков и распора.
Распор воспринимает затяжки, которые изготовляют из армированной стали, из профильной или круглой стали. Для предупреждения провисания длинных затяжек ставят подвески.
Блоки арок изготавливают на горизонтальных или вертикальных ваймовых (винтовых) прессах со сменными цулагами , обеспечивающими получение элементов заданной кривизны.
Толщина досок во избежание больших начальных напряжений от гнутья должна быть не более 1/300 радиуса кривизны и не более 40 см.
Расчет арок:
Арки являются наиболее рациональным видом современных деревянных конструкций, т.к. являются распорной системой, и имеют горизонтальную опорную реакцию, которая снижает изгибающий момент. Основными нагрузками для арки без подвесного оборудования являются вес ее покрытия, собственный вес арки, вес снега и ветровая нагрузка.
Расчет арок следует начинать со сбора нагрузок.
Снеговая нагрузка: полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия определяются по формуле
S=Sg*µ
Для арок снеговые нагрузки учитываются только на той части длины дуги арки, где угол наклона касательной к горизонту меньше 50о.
Для арок кругового очертания и близких к ним по форме снеговые нагрузки рассчитываются по 4 вариантам. Для арок стрельчатого очертания снеговые нагрузки рассчитываются по 6 возможным вариантам.
Дощато-гвоздевые деревянные конструкции для применения в сельской местности. Конструирование и расчет.
Обеспечение пространственной жесткости деревянных зданий
Каркасы зданий. Посредством узловых соединений несущих и опорных к-ций, должны обеспечивать пространственную работу и передачу усилий от всех видов нагрузок и воздействия, в том числе монтажных и случайных, на фундамент. Невозможность создания достаточно жёстких узлов соединения элементов каркаса здания, заставляет использовать связевые элементы, обеспечивающую геом неизменяемость каркаса.
Каркасы зданий с применением дерев к-ций проектируются таким образом, чтобы несущая способность (прочность и жёсткость) поперёк здания обеспечивалась поперечными рамами, а вдоль здания продольными элементами каркаса (прогоны, подстропильные балки, связевые элементы). Связи в виде диагональных или крестовых элементов применяются в случае использования в качестве ограждающих конструкций сборных плит покрытия и панелей стен на деревянном каркасе, т.к. податливость их креплений к несущим конструкциям не гарантируют жёсткости каркаса.
Пространственная жёсткость зданий дополнительно обеспечивается фахверком торца, который воспринимает значительную долю ветровых нагрузок, встроенными сооружениями. При этом должно удовлетворяться требование, чтобы низ стоек фахверка, эстакад и т.д. был жёстко закреплён, а верх давал возможность свободного вертикального перемещения несущих конструкций покрытия от временных нагрузок.