Конструирование арок
По очертанию поясов арки делятся на:
с параллельными поясами . Они просто конструируются, моменты распределены равномерно по сечению в пролете;
серповидные ;
серповидные с переломом верхнего пояса .
Арки могут быть сплошные и сквозные: сплошная арка h = ( 1/50 - 1/80 ) l , сквозная арка h = (1/30 - 1/60 )l.
Сплошные арки обычно проектируют сварными с сечением в виде широкополочного двутавра , но могут быть и круглыми , из двух швеллеров.
Сквозные арки конструируются аналогично легким фермам. Пояса их компонуют из тавров, уголков, швеллеров, а при больших усилиях применяются двухстенчатые сечения. Сечения элементов решетки из-за незначительной поперечной силы подбирают по предельной гибкости из уголков, небольших швеллеров, замкнутых гнутосварных профилей и другого мелкосортного проката. Решетка сквозных арок проектируется треугольной, с дополнительными стойками или без них, и раскосной. Стойки целесообразно устанавливать нормально к поясам - в этом случае стержни решетки получаются одинаковыми по длине арки. В плоскостях стоек обычно располагают главные прогоны, обеспечивающие устойчивость арок и поддерживающие элементы кровли. Размеры панелей арок обычно принимают близкими к высоте арок. Монтажные стыки размещают исходя из условия разбивки арки на отправочные элементы длиной 6-9 м, удобные для транспортировки. Сечения элементов арки подбирают по усилиям действующим в данном элементе. При узловой нагрузке все эелемнты центрально нагружены, расчетная длина элемента в плоскости арки равна расстоянию между узлами, а из плоскости-расстоянию между закрепленными точками.
Усилия
в верхнем поясе:
Усилия
в нижнем поясе:
Арка
должна быть проверена на устойчивость.
Запас прочности должен быть не менее
30% (
),
,
– коэффициент расчетной длины, принимаемый
в зависимости от статической схемы и
от отношения
.
Для обеспечения устойчивости из плоскости в сплошной арке расстояние между точками закрепления не должно превышать 16-20 размеров ширины пояса.
Опорные шарниры арок в зависимости от значения реакций конструируются трех типов:
Плиточный шарнир
Пятниковый шарнир
Балансирный шарнир
Верхние узлы трехшарнирных арок выполняются следующих типов:
Плиточный 3. Листовой
Балансирный 4.Болтовой
КУПОЛА
Купол - это пространственная конструкция положительной Гауссовой кривизны, поверхность которого образуется вращением плоской кривой вокруг вертикальной оси вращения. Наиболее распространены купола на круглом плане, которые, в зависимости от вида образующей, могут быть: сферические, стрельчатые, эллиптические, параболические, конические.
По конструктивным признакам купола бывают ребристые, ребристо- кольцевые и сетчатые.
Ребристые купола состоят из меридиональных элементов, опирающихся внизу на опорное кольцо, работающее на растяжение, и объединенных вверху верхним кольцом, работающим на сжатие. По конструктивному оформлению меридиональные элементы могут быть сплошного или сквозного сечения.
Ребристые купола являются распорными системами. Распор воспринимается или конструкцией стен или наружным металлическим (ж.б.) кольцом. На нижележащие конструкции кольцо укладывается свободно и закрепляется только от горизонтального смещения при действии ветра. Кольцевые прогоны обеспечивают общую устойчивость ребер купола, уменьшая их расчетную длину. Для обеспечения общей жесткости устанавливают связи между ребрами.
В ребристо-кольцевых куполах кольцевые элементы включаются в работу пространственной системы. Наиболее простое конструктивное решение получается, когда ребра и кольцевые прогоны сделаны из прокатных профилей. В этом случае сопряжение ребер с прогонами конструируется по типу сопряжения в одном уровне балок в балочной клетке. Из-за пространственной работы всех элементов системы ребристо- кольцевые купола более экономичны, более целесообразны для перекрытия больших пролетов.
Ребристые
и ребристо-кольцевые купола проектируют
в виде пологих систем со стрелой подъема
.
Высота ребра принимается
.
, а шаг ребер по наружному диаметру
6-12м.
ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА