48. Большепролетные арочные конструкции. Сквозные арки. Опорные и ключевые шарниры арочных конструкций.

По затрате металла арки оказываются значительно более выгодными, чем балочные или рамные системы.

Самые распространенные — двухшарнирные арки. К достоин­ствам арок помимо эконом. сечений по расходу металла относит­ся простота монтажа и изготовления.

Двухшарнирные арки могут легко деформироваться вследствие сво­бодного поворота в шарнирах, и благодаря этому существенного увели­чения напряжений от температурных воздействий и осадок опор в них не возникает.

Трехшарнирные арки не имеют особых преимуществ по сравнению с двухшарнирными, так как их статическая определимость при достаточ­ной деформативности арочных конструкций существенного значения не имеет. Наличие же ключевого шарнира осложняет конструкцию самих арок и устройство кровельного покрытия.

Бесшарнирные арки имеют наиболее благоприятное распределение изгибающих моментов по пролету и поэтому оказываются самыми лег­кими; однако они требуют устройства более мощных опор и их прихо­дится рассчитывать на температурные воздействия.

При слабых грунтах может оказаться целесообразным, чтобы распор арки воспринимался затяжкой, располагаемой ниже уровня пола.

В крытых стадионах и павильонах, а также в ангарах-мастерских опорами арок часто служат стены зданий, трибуны.При отсутствии поперечных стен для восприятия распора требуется устройство контрфорсов.

При опирании арок на стены распор может быть воспринят затяж­кой, расположенной на уровне опорных шарниров арок. Затяжка может одновременно использоваться для устройст­ва подвесного потолка и для создания предварительного напряжения в арках.

Двухшарнирные арки проектируют чаще всего с параллельными поясами.Сквозные арки делают или с параллельными поясами или, при большой высоте арки, с переломом наружного пояса, который над опорами имеет вертикальные участки.Серповидная форма двухшарнирной арки не отвечает характеру изменения усилий по ее длине и применяется только из архитектурных соображений.Около опор пояса арок сближаются и заканчиваются опорным устройством – шарниром.

Сквозные арки проектируются аналогично легким фермам.Высота их в пределах 1/30-1/60 пролета. Пояса их компонуются из двух уголков или из двух легких швеллеров. Сквозные арки в целях упрощения изготовления могут иметь ломаное очертание. Решетку сквозных арок проектируют треугольной с дополнительными стойками или без них и раскосной. Стойки размещают либо нормально к поясам, либо вер­тикально. Наиболее целесообразно нормальное распо­ложение стоек (особенно в круговых арках), при котором стержни ре­шетки получаются одинаковыми по длине арки. В плоскостях стоек располагают главные прогоны, обеспечивающие устойчивость одностенчатых арок и поддерживающие элементы кровли. В арках применяется также предварительное напряжение или регулирование усилий.

Опорные шарниры могут быть трех типов: плиточные, пятниковые и балансирные.

Плиточные шарниры имеют наиболее простую

конструкцию. Применяются они при сравнительно небольших опорных давлениях и преимущественно при вертикальном положении примыкающей к шарниру части арки.

Пятниковые шарниры имеют специальное опорное гнездо – пятник, в который вставляется закругленная опорная часть арки. Пятник делают литым или сварным из листовой стали.

Балансирные шарниры применяют в тяжелых арках. Конструкция шарнира состоит из верхнего и нижнего балансиров, в гнезда которых укладывают плотно пригнанную цилиндрическую цапфу. Арку крепят к верхнему балансиру через плиту, которую приваривают к контуру опорного сечения арки и притягиваю болтами к балансиру.