конструкційні деревина і пластмаси

Конькові вузли клеєдерев’яних трьохшарнірних арок (рис. 6.4) виконуються з застосуванням сталевих  кріплень чи дерев’яних накладок і болтів. Сталеве кріплення конькового вузла (рис. 6.4, а) складається з упорного листа і двох фасонок.

 

 Рис. 6.4. Конькові вузли клеєдеревяних арок: а - зі сталевими кріпленнями; б - з дерев'яними накладками; в - із шарніром; 

1- напіварка; 2 -сталеве кріплення; 3-болт; 4-дерев'яна накладка;  5- шарнір

 

Клеєдерев’яні накладки в конькових вузлах арок (рис.6.4,б) мають товщину, порядку 10 см і кріпляться до кінця кожної напіварки подвійними болтами, найближчими до центра вузла, і одиночними болтами в кінцях накладок. Конькові вузли арок, що працюють у хімічно агресивному середовищі, можуть виконуватися за допомогою вклеєних сталевих стержнів. Конькові вузли багатопролітних трьохшарнірних клеєдерев’яних арок виконуються у вигляді стальних башмаків з плитковими або валиковими шарнірами. Опорні вузли арок з брусів при таких же нижніх поясах можуть виконуватися за допомогою лобових врубок.

6.2. Розрахунок дерев'яних арок

Геометричний розрахунок арки полягає у визначенні всіх необхідних для статичного розрахунку розмірів кутів нахилу і їх геометричних функцій. Через те, що арки мають симетричні схеми, такий розрахунок досить зробити тільки для однієї, звичайно лівої половини схеми. Розраховувати зручно в прямокутній системі координат з початком у центрі лівого опорного вузла (рис. 6.5, а). Однак можливе використання для цієї мети і полярної системи координат. Основними вихідними  величинами є її проліт l і висота f, а в стрілчастій арці також радіус напіварок r.

Геометричний розрахунок трикутної арки полягає у визначенні кута нахилу осі арки , довжини осі напіварки s і координат  х и у, що знаходяться з виразів

 

Геометричний розрахунок сегментної.арки полягає у визначенні радіуса її осі r, центрального кута дуги напіварки , довжини осі напіварки s, координат перерізів х и у і кутів нахилу дотичних ап до осі в цих перерізах, що визначаються з виразів:

 

Геометричний розрахунок стрілчастої арки полягає у визначенні наступних величин: кута нахилу хорди а, довжини хорди lх, центрального кута осі , довжини осі s, кута нахилу першого радіуса φо, координат центра b и с, координат перерізів х и у, координат перерізів по хорді z, кутів нахилу дотичних до осі aп, відстані її від середнього радіуса до центра правої опори. Ці величини визначаються з наступних вирзів:

 

Розрахункові навантаження, що діють на арки, містять у собі навантаження постійні від власної ваги всіх елементів покриття, ваги арки і стаціонарного підвісного устаткування, тимчасові розподілені від ваги снігу, тиску й відсоса вітру і тимчасові зосереджені від ваги рухомого устаткування. Вони визначаються відповідно до норм ДБН В.1.2 – 2; 2006 «Навантаження і впливи» (див. § 1.2).

Розподілені навантаження визначаються з урахуванням кроку розміщення арок В. Вони є лінійними і їх зручно обчислювати в кН/м, зосереджені навантаження — в кН.

Постійне навантаження g умовно, у невеликий запас міцності, вважається рівномірно розподіленої по довжині прольоту арки, для чого її фактичне значення збільшується на відношення довжини арки до її прольоту, тобто 2s/l.

   

Рис. 6.5. Геометричні схеми напіварок: а — сегментної; б — стрілчастої 

 

Снігове навантаження s на трикутні і стрілчасті арки даються в нормах умовно рівномірно розподілені  по довжині прольоту арки, розташованої на всьому прольоті чи на напівпрольотах. Снігове навантаження на сегментні арки можуть бути рівномірно розподіленої по всьому прольоті чи його половинам і залежить від відношення довжини прольоту до його висоти — l/(8f). Це навантаження s1 може бути також трикутної з максимальними значеннями над опорними вузлами і нульовими в коньку в залежності від відношення висоти арки до прольоту f/l.

Вітрове навантаження  дається нормами рівномірно розподіленої по довжині верхнього пояса арки. На пологі трикутні і сегментні арки вона діє у виді вітрового відсоса - і, як правило, не враховується в розрахунку, тому що вона майже не збільшує зусиль, що діють у перерізах цих арок. На відносно високі сегментні трикутні і стрілчасті арки вітрове навантаження діє у виді тиску + на підвітрову сторону й відсоса - на завітряну, звичайно близьких за значенням. На стрілчасті арки вітрове навантаження може прийматися умовно рівномірно розподілене по довжині хорд напіварок. При розрахунку цих арок вітрове навантаження обов'язково враховується, тому що вона істотно збільшує зусилля в їхніх перерізах. Зосереджені навантаження від підвісного устаткування з вантажами Р приймаються відповідно з даними технологічної частини розрахунку.

Статичний розрахунок арок (рис. 6.7) проводиться в наступному порядку. Визначають діючі на арку  розрахунокові навантаження. Потім обчислюють опорні реакції — вертикальну R и горизонтальну Н — і діючі в перерізах арки зусилля — згинальні моменти М, поздовжні N і поперечні Q сили.

Визначення зусиль у перерізах арок проводиться з врахуванням того що трьохшарнірні арки є статично визначеними конструкціями. Двухшарнірні арки один раз статично невизначені. Однак розрахунок їх як трьохшарнірних дає в більшості випадків результати, досить близькі до розрахунку з врахуванням їхньої статичної невизначеності.

   

 

Рис 6.6.  Схеми роботи і епюри згинальних моментів в січеннях арок: а-схеми роботи;