1. Общие сведения об арках

1.1. Виды и область применения

Деревянные арки широко применяются в качестве основных несущих конструкций зданий различного назначения: сельскохозяйственные, гражданские и общественные пролетом от 12 м до 70 м. За рубежом арки из дерева применяют при пролетах до 100 м и более.

По статической схеме арки разделяют на трехшарнирные, двухшарнирные без ключевого шарнира и бесшарнирные.

Рис. 1.1. Статические схемы арок

По схеме опирания их делят на арки без затяжек, распор которых передается на опоры, и арки с затяжками, воспринимающими распор, который уже на опоры не передается.

Рис. 1.2. Арки с затяжками и без затяжек

По форме арки делят: на треугольные из прямых полуарок; сегментные, оси которых располагаются на общей окружности; стрельчатые, состоящие из полуарок, оси которых располагаются на двух окружностях, смыкающихся в ключе под углом.

б)) )

а)) )

в)

г)

Рис. 1.3. Формы арок

а) треугольная; б) круговая; в) стрельчатая; г) многоугольные

По конструкции арки делятся:

- цельные; клееные; из ферм.

Рис. 1.4. Арки из ферм

Трехшарнирные арки являются наиболее простыми и распространенными. Усилия в них не зависят от деформаций опор и затяжек. Коньковый стык простой. Двухшарнирные арки применяют в отдельных случаях при сегментной ферме и клееных конструкциях. Они не имеют преимуществ по сравнению с трехшарнирными, но позволяют получить некоторую экономию, когда возможна транспортировка целых элементов.

Арки без затяжек являются наиболее простыми, состоят только из двух одинаковых полуарок. Такие арки применяют в зданиях значительной высоты, как правило, без вертикальных стеновых ограждений: спортивные, зрелищные, складские помещения. Арки с затяжками применяют в покрытиях общего типа в том же качестве, что балки и фермы, и опирают на стены или колонны.

Арки из клееных элементов заводского изготовления имеют наиболее широкую область применения, поскольку их форма, размеры и несущая способность могут отвечать требованиям сооружения самого различного назначения.

Арки из целых элементов построечного изготовления могут найти эффективное применение, однако их форма, пролеты и несущая способность ограничена сортаментом стройматериалов.

Дощатоклееные арки, склеенные из досок плашмя в условиях заводского изготовления, получили наибольшее распространение (L=12 – 16 м).

1.2. Треугольные клееные арки

Они имеют трехшарнирную схему ()L без затяжек и ()L с затяжками и пролетом до 24м. пояса таких арок имеют сечение шириной не более 17см, что позволяет склеивать их из целых досок в один ряд. Затяжки арок выполняют из арматурной и профильной стали.

Треугольные арки отличаются простотой изготовления, не требуют гнутья досок, однако они имеют повышенный расход древесины и значительные пролетные моменты. Полуарки крепятся в углах с эксцентриситетом, позволяющим уменьшить моменты от вертикальных сил.

1.3. Сегментные клееные арки

Они могут иметь трехшарнирную и двухшарнирную схемы. При малых пролетах изгибающие моменты в таких арках значительно меньше, чем в треугольных, а сосредоточенные нагрузки, вызывающие большие моменты, к ним, как правило, не прикладываются.

Сечение поясов при небольших пролетах принимаются также до 17 см без поперечных стыков. При сплачивание по ширине.