Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ветрюк И.М. Конструкции из дерева и пластмасс учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
18.86 Mб
Скачать

Арки рассчитывают по общим правилам строительной меха­ ники. Проверка напряжении производится в сечении с макси­ мальным изгибающим моментом, как для сжато-изогнутого стержня цельного сечения. При определении гибкости арок за расчетную длину принимают:

 

Рис. 68.

Клееная трехшарнирная

арка

стрельчатого очертания

 

 

для покрытия

склада

калийных

солей Солигорского калийного

 

 

 

 

комбината пролетом

 

45

м:

 

 

 

а — поперечный разрез; б — опорный шарнир;

в — коньковый шарнир; / —

 

 

арка; 2 — габарит крана; 3 — верхняя транспортная галерея; 4 — габарит со­

 

 

 

левой насыпи; 5 — нижняя

разгрузочная галерея.

 

/о =

0,55 — для двух-

и трехшарнирных арок и сводов при

несимметричной

на­

 

грузке;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/o =

0,6S — для двухшарнирных

арок и сводов

при симметричной нагрузке;

/o =

0,7S— те же, для трехшарнирных арок и сводов;

 

 

/o =

0,5S для

трехшарнирных

стрельчатых

 

также

треугольных)

арок

 

с углом перелома

в ключе не менее

10° при всех

видах нагрузки,

где

5 — полная длина дуги арки и свода.

 

 

 

 

 

150

Нагрузка, приходящаяся на 1 м2 горизонтальной проекции арки

27S

=

27-16,2

• =31,2 кГ/м2;

<?" =

14

I

 

 

б) временная нагрузка от снега для I I I района

р« = с/5

=0,44-100 = 44 кГ/м2,

где

I

14

 

 

 

 

 

8-4

= 0,44,

 

 

 

Р — вес снегового покрова па 1 м2 горизонтальной поверхности;

HI

,

'1

 

51м

 

Рис. 74. Схематический разрез

ледового

стадиона

в г. Гренобле.

 

в) собственный вес арки, принимаем по эмперической формуле (94):

 

31,2+44

 

<7с.в =

1000

= 3,3

кГ/м2.

 

 

 

 

314

 

 

Б. Расчетные нагрузки:

 

 

 

постоянная (31,2+3,3)1,1=38

кГ/м2;

 

временная 44-1,4 = 62 кГ/м2

 

 

И т о г о

. 100

кГ/м2.

В. Ветровая нагрузка. Нормативный ветровой напор для I района при­ нимается 27 кГ/м2. С учетом формы покрытия и коэффициента перегрузки п=1,2 расчетная ветровая нагрузка, действующая нормально к дуге арки:

q=\,2g0c.

Для

 

f

3,5

 

0,25

 

14

имеем

 

-0,95

и с = +0,35.

155

Рис. 75. Расчетные схемы и основные геометрические размеры трехшарнир-

 

ной арки:

 

о и б —схемы ветровой нагрузки

и расчетные геометрические

характеристики; в —

эпюра изгибающих моментов от

постоянной и односторонней

снеговой нагрузки.

Ветровая нагрузка на соответствующих участках дуги арки:

<?!= 1,2-27-0,35= 11,4 кГ/м2;

<?2=

—1,2-27-0,95=—31,4

кГ/м2;

9з =

—1,2-27-0,4 = —13

кГ/м2.

Расчетные нагрузки на 1 по г. м горизонтальной проекции арки при шаге арок 6 м:

а) постоянная £ = 3 8 - 6 = 228 кГ/м; б) временная — снег />=62-6=372 кГ/м. Ветровая нагрузка на 1 м дуги арки:

<?i= 11,4-6=68 кГ/м;

<?2 = 31,4-6 = -186 кГ/м;

9 з = 13,0-6 = —78 кГ/м.

Статический расчет арки. Ординаты арки определяем через каждые 0,05/=0,05-14 = 0,7 м от левой опоры арки по формуле (120) кругового очер­ тания арки:

(120)

y=kf,

где k — коэффициент кругового очертания арки (приложение X V I ) ;

 

 

 

 

c =

R-f-

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

У1:

=

0,235-3,5=:0,82 ж;

Уе-=

0,868-3,5 =

3,04 м;

Уг

=0,421-3,5= = 1,47 м;

Уг-=

0,927- 3,5 ==3,24 м;

Уз

=

0,571-3,5

=• 2,00

м;

У*=

0,968-3,5 =

3,39

м;

г/4

=

0,693-3,5

== 2,41

м;

У г=

0,992-3,5 =

3,47

м;

Уь =

0,791-3,5

=• 2,76

м;

Ум =

1,0-3,5 = 3,50 м.

Изгибающие моменты в арке от постоянной и временной снеговой

нагруз­

ки определяем (для удобства

вычислений) от единичной равномерно

распре­

деленной нагрузки <7=1, расположенной на левой половине пролета арки.

При загружении арки на всем

пролете нагрузкой q—1 изгибающие мо­

менты получим суммированием

усилий, полученных от односторонней нагрузки

в симметричных сечениях дуги арки.

 

 

При одностороннем загружении половины пролета слева распор

 

о/2

142

 

Я = —

=q

=3,5?

 

16/

16-3,5

 

157

Я =

= 0,25-14? = 3,5*7,

 

 

где к — коэффициент, принятый по приложению XVI.

 

 

Опорные реакции:

 

ql

\

 

 

 

 

 

3

/

=

3-1-14

-=5,25;

 

 

Я д = — ( - 1 _ )

/

4-2

 

 

4

V

2

 

 

 

 

1

/

ql

\

 

1-1-14

 

 

 

RB =

 

 

 

=

 

= 1,75.

 

 

4

\

2

/

 

4-2

 

 

 

Изгибающие моменты па левой половине арки

 

 

M = RAx

 

qxz

 

 

 

 

 

Ну;

 

 

например, для точки 4

 

 

2,82

 

 

 

 

Mi = 5,25 • 2,8

3,5 • 2,41 = 4-2,35.

 

 

 

 

Изгибающие моменты на правой половине арки — расстояние от пра­

вой опоры RB):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M' =

 

 

Rnx-Hy,

 

 

 

например, Для точки 4'

 

 

 

 

 

 

 

 

Mi' =

1,75 • 2,8-3,5 • 2,41 = -3,53.

 

 

Вычисленные изгибающие

моменты

от единичной,

постоянной,

снеговой

и ветровой нагрузок сведены в табл. 26.

 

 

 

 

Для расчета арки на временную ветровую нагрузку

определяем

суммар­

ные ветровые нагрузки, действующие на участки дуг арки с одинаковой ин­

тенсивностью и заменяем их (с некоторым допущением)

равнодействующими,

приложенными

посредине дуги каждого

участка и направленными перпендику­

лярно к хордам соответствующих дуг:

 

 

 

 

/?4

= 68Si;

#2 ' =

-186S2 ';

 

fl2"=-186S2"; R3

= -78S3',

где Si = S 2 и S 2 ' = S 2

" длины

дуг соответствующих участков ветровой на­

 

 

грузки.

 

 

 

 

 

 

Ордината

верхней точки

участка

дуги

Si

равна

0,7/ (согласно СНиП

П-А. П—62):

 

у =

0,7;

/ =

0,7-3,5 =

2,45 м.

 

 

 

 

Абсциссу той же точки приближенно

определяем

интерполяцией по известным

координатам ближайшей точки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xiy

 

2,8-2,45

=

2,84 м.

 

 

 

 

 

У*.

 

2,41

 

Длины дуг:

 

 

 

 

 

 

nRw

 

3,14-8,75-29

 

 

 

 

 

 

 

 

S 2 ' =

 

— =

 

180

=4,4 м;

 

 

 

 

180

 

 

 

 

 

, _

.

 

 

 

162

 

 

 

 

 

 

 

S 4

=

S 3

=

 

4,4 =

3,7 м.

 

158

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у

 

Здесь

угол ф = 29° определяется

по sin а

при отношении

— = 0 , 7

из прило­

жения XV.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Равнодействующие ветровых нагрузок:

 

 

 

 

Ri = 68-3,7 = 252 кГ; Я 2

' = # 2

" = - 1 8 6 - 4 , 4 - 8 1 8 кГ; # 3

= -78-3,7 =

-290 кГ.

Равнодействующие

Ri, Rz'=R2"

и R3

раскладываем

на вертикальные

и горизонтальные составляющие:

 

 

 

 

 

 

 

 

Rxi^Ri

cos(90-B) =252-0,656=166

кГ;

 

 

 

„1 = / ? 1 cos В = 252-0,755= 191

к Г ;

 

 

 

/? x 2 '=/? 2 'sin9/ 2 = 818-0,25=205 кГ;

 

 

 

# „ / = # /

cos ф/2 = 818-0,968 = 792 кГ;

 

 

 

tf*3=#3COs(90-P)

=290-0,656= 190 кГ;

 

где

R v

3 = R

s cos 6 =

290-0,755 = 219

кГ,

 

 

 

 

Ф + а

29+53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 =

2

=

2

= 4 Г .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем плечи составляющих сил R t и Rz'

относительно левой опоры

арки

(точка А) и другие вспомогательные размеры

(рис. 75, б):

 

 

C M =

R{\-cos

В) =8,75(1—0,755) =2,15 м;

 

 

MB=f—2,15

= 3,5—2,15=1,35 м;

 

 

 

Д В = #

sin 3 = 8,75-0,656 = 5,75 м;

 

 

 

Л Д = 0,5/-5,75 = 7 - 5,75= 1,25 м;

 

 

 

KB = R sin ф/2=8,75-0,25 = 2,19 м;

 

 

 

 

ЛК = 7-2,19 = 4,81 м;

 

 

 

 

 

CE=R(l-cos

 

ф/2) =8,75(1-0,968) =0,28 м;

 

 

 

£ 5 = 3,5-0,28 = 3,22 м.

 

 

 

 

Определяем опорные реакции арки от ветровой нагрузки:

МА = 1,35(166+190) + 1,26-191-7-2-792- (7+5,74)219+W 14 = 0; 13122

V B = -

= 937 кГ;

 

14

2 г/ = + 9 3 7 + 1 9 1 - 2 - 7 9 2 - 2 1 9 + У А = 0 ;

V A = -937-191+1584+219 = 675 кГ.

Чтобы найти левый и правый распор арки, вычисляем плечи сил R i и Rz'

относительно ключевого шарнира арки (точка С ) :

/"i = # sin P = 8,7S-0,656=5,75 м;

r 2 = R sin ф/2=8,75-0,25 = 2,18 м.

Распор арки у левой опоры определяем из. условия

Мс = -675 • 7-252 • 5,75+818 • 2,18+Я А - 3,5=0,

 

4390

Нл=

=1254 кГ.

 

3,5

159