7. Виды деревянных арок и рам. Очертание. Пролеты. Назначение. Принципы расчета.
АРКИ:
Деревянные арки широко используют в качестве основных несущих конструкций зданий различного назначения. Их применяют в покрытиях промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий пролетом от 12 до 70 м. Применяют деревянные арки пролетом до 100 м и более.
Схемы деревянных арок:
а — арки без затяжек; б — арки с затяжками; в — сквозные арки; 1 — треугольная; 2 — пятиугольная; 3 — стрельчатая; 4 — сегментная.
По статической схеме арки разделяют на трехшарнирные и двухшарнирные без ключевого шарнира. По схеме опирания их делят на арки без затяжек, распор которых передается на опоры, и арки с затяжками, воспринимающими распор, который в данном случае на опоры не передается. По форме оси арки делят на треугольные из прямых полуарок, сегментные, оси которых располагаются на общей окружности, и стрельчатые, состоящие из полуарок, оси которых располагаются на двух окружностях, смыкающихся в ключе под углом. По конструкции они делятся на цельные, клееные и арки из ферм.
Арки без затяжек применяют в покрытиях помещений значительной высоты, как правило, без вертикальных стеновых ограждений, например в покрытиях складов сыпучих материалов, спортивных и зрелищных помещений. Арки с затяжками применяют в покрытиях общего типа в том же качестве, что балки и фермы, и опирают на несущие стены.
Арки из клееных элементов заводского изготовления имеют наиболее широкую область применения, поскольку их форма, размеры и несущая способность могут отвечать требованиям сооружения покрытий самого различного назначения, в том числе уникальных по своим размерам. Арки из цельных элементов построечного изготовления могут в ряде случаев найти эффективное применение, однако их форма, пролеты и несущая способность строго ограничены сортаментом лесоматериалов.
Дощатоклееные арки, склеенные из досок плашмя в условиях заводского изготовления. Элементы таких арок имеют прямоугольные сечения. Клееные арки могут иметь любую из указанных выше форм и применяются в покрытиях с пролетами от 12 до 60 м.
Треугольныеклееные арки имеют трехшарнирную схему и применяются в покрытиях пролетом до 24 м. Затяжки из арматурной или профильной стали. Отличаются простотой изготовления, не требуя гнутья досок при склеивании. Однако они требуют повышенного расхода древесины, поскольку в их поясах возникают значительные изгибающие моменты. Полуарки крепятся в узлах, как правило, с некоторым эксцентриситетом относительно их действительных осей.
Сегментныеклееные арки могут быть трехшарнирными и двухшарнирными схемы. Применение двухшарнирных арок целесообразно при малых пролетах, допускающих транспортирование поясов или арок целиком, а также при больших пролетах, когда необходимо иметь несколько монтажных жестких узлов по длине пояса и шарнир лишается монтажного значения. Применяются в покрытиях пролетом до 60 м и более. Затяжки арок больших пролетов проектируются, как правило, из профильной стали. В арках малых пролетов приеняются затяжки из арматурной стали или из клеенной древесины.
Стрельчатыеклееные арки имеют трехшарнирную схему и сегментное очертание полуарок без затяжек в покрытиях пролетом до 50 м. Пятиугольные арки имеют те же параметры, что и стрельчатые.
Клеефанерныеарки имеют перспективы применения в легких покрытиях. Они имеют треугольную форму и состоят из коробчатых клеефанерных полуарок. Такие арки имеют малую массу и позволяют получать существенную экономию древесины.
Арки из цельных элементов могут быть только треугольной формы. Они в большинстве случаев имеют затяжки и изготовляются в построечных условиях из бревен, брусьев или толстых досок. Их размеры и несущая способность, ограниченные сортаментом лесоматериалов и поэтому они имеют пролеты не более 12 м и ставятся в покрытия с шагом до 3 м
Арки на податливых соединениях имеют треугольную форму. Их образуют полуарки из брусчатых балок на податливых соединениях — деревянных вкладышах, в большинстве случаев — дубовых пластинках.
Сквозные арки без затяжек и с затяжками находили применение в большепролетных покрытиях. Такие арки являются трудоемкими в изготовлении, требуют закрепления сжатых нижних поясов от потери устойчивости и в настоящее время почти не применяются.
Статический расчет деревянных арок производят общими методами строительной механики, как статически определимых трехшарнирных систем