Арочные конструкции

Арка – дугообразно изогнутый стержень с неподвижными опорами по концам, используемый для перекрытия пролета. Ось арки может иметь круговое, параболическое, эллиптическое, треугольное либо иное плавное очертание (в основном симметричное).

Характерной особенностью арки является ее работа преимущественно на сжатие, что способствует уменьшению массы конструкции. Однако, арочные конструкции более деформирующиеся по сравнению с рамами, поскольку погонная жесткость арки меньше погонной жесткости ригеля рами.

Статическая работа арки и ее тектоника непосредственно связаны с наличием или отсутствием опорных или ключевых шарниров. Арки и рамы могут быть безшарнирными с жесткой заделкой опор, двухшарнирными (с шарнирным опиранием на фундамент) и трехшарнирными, у которых помимо двух шарниров на опорах есть еще один, который располагают посередине пролета.

Трехшарнирные арки и рамы статически определимы. Арки не чувствительны к осадкам и горизонтальным смещениям опор, к колебаниям температуры, удобны в монтаже и перевозке в виде парных полуарок. Однако в силу неравномерного распределения изгибающих моментов по длине арки они наиболее материалоемки. Кроме того, они нуждаются в ключевом шарнире.

Двухшарнирные арки и рамы статически неопределимы. Распор несколько меньше, чем у трехшарнирной арки. Отличаясь более благоприятным распределением изгибающих моментов по своей длине, они получили наибольшее распространение.

Безшарнирные арки и рамы трижды статически неопределимы. Они весьма чувствительны к осадкам опор и температурным воздействиям, требуют надежного основания и мощных фундаментов. В то же время среди распорных конструкций они наиболее экономичны по расходу материала, величина их распора наименьшая по сравнению с другими. (224 слова).

Текст 4.

Растянутые конструкции

Растянутыми называются несущие конструкции, основным напряженным состоянием которых является растяжение. В отличие от всех других видов сопротивления, растяжение – единственное, при котором прочность материала используется полностью. Поэтому растянутые конструкции – один из наиболее экономичных видов конструкций.

Несущими элементами растянутых конструкций служат: линейные элементы (нити, тросы, канаты, проволока, круглая сталь; длинные и тонкие, а поэтому гибкие металлические ленты); поверхности (сетки из переплетенных нитей; мембраны – тонкие листы из металла, полимерных материалов, тканей).

Растянутые конструкции можно разделить на группы в зависимости от типа несущих элементов (линейные или поверхности) и характера работы растянутых элементов.

Основным элементом большинства висячих конструкций является гибкая нить, подверженная воздействию поперечных нагрузок. Будучи более длинной, чем расстояние между точками закрепления, и не имея собственной формы, она принимает очертание, единственно возможное при данной нагрузке.

В вантовых конструкциях растянутая нить поперечной нагрузки не несет. Она растянута только продольными силами и поэтому всегда прямолинейна. Так работают оттяжки, удерживающие мачты кораблей, – ванты, от которых это название перешло в область строительства. Применительно к строительному назначению ванта – прямолинейная нить, поддерживающая конструкции второго порядка, непосредственно воспринимающие нагрузки (балки, арки, нити и др.)

Однослойное сплошное покрытие из листов или полос, раскроенных или соединенных между собой так, что они образуют заранее заданную поверхность одинарной или двоякой кривизны, называется мембранным. Вследствие своей гибкости, мембрана сопротивляется только растягивающим напряжениям. (207 слів).

Текст 5.