Содержание
5. КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ АРКИ 2
5.1. Арки треугольного очертания 2
5.1.1. Порядок расчета треугольных арок 4
5.2. Арки криволинейного очертания. 7
5.2.1. Общий порядок расчета круговых арок в покрытиях 10
5.2.2. Построение оси и определение некоторых параметров арок 15
некругового очертания. 15
5.3. Шарнирные узлы арок. 16
5.4. Монтажные (жесткие) узлы арок 19
6. КЛЕЕНЫЕ ДЕРЕВЯННЫЕ РАМЫ. 21
6.1. Клееные рамы многослойного сечения. 21
6.1.1. Однопролетные рамы. 21
6.1.2. Многопролетные рамы. 29
6.2. Клеефанерные рамы. 32
6.2.1. Порядок расчета однопролетных рам. 35
Клееные деревянные арки
Деревянные арки являются одним из наиболее эффективных видов несущих строительных конструкций и могут применяться в покрытиях зданий самого разнообразного назначения, в том числе общественных, гражданских, промышленных и сельскохозяйственных при пролетах от 12 до 100 и более метров. По статической схеме арки, нашедшие применение в строительной практике, делятся на трехшарнирные и двухшарнирные (одно- и бесшарнирные арочные системы применяются крайне редко ввиду сложности осуществления жесткой заделки деревянного элемента в опорах).
Наиболее распространенными являются трехшарнирные арки. Они статически определимы, и усилия в них не зависят от температурных деформаций и осадки опор. Сборка их на строительной площадке не вызывает затруднений.
По форме оси деревянные арки делятся на треугольные и криволинейные. Последние могут иметь параболическую, круговую или стрельчатую форму оси.
Арки могут проектироваться с затяжками или без них. Затяжка может быть металлической или из клееной древесины. Арки с затяжкой не передают распор на нижележащие конструкции и могут опираться на стены или колонны. Арки без затяжки должны проектироваться опирающимися на фундаменты или контрфорсы, специально рассчитанные на восприятие горизонтальных усилий от распора.
По характеру поперечного сечения различают сплошные и сквозные конструкции. Первые могут иметь склеенное из дощатых лент массивные многослойные сечение (клееные арки) или комбинированное из досок и фанеры сечение (клеефанерные арки).
Сквозные арки выполняются, например, из сегментных деревянных ферм.
Клееные арки при сравнительно простой технологии изготовления имеют высокую несущую способность, надежны в работе. Такие арки имеют, как правило, достаточно высокий предел огнестойкости, позволяющий применять их в зданиях I-IV класса огнестойкости.
Сечение прямоугольных арок обычно проектируется прямоугольной формы с отношением высоты h к ширине b от 4 до 10.
Рациональным с точки зрения минимизации площади поперечного сечения является двутавровая его форма. Однако изготовление таких арок требует увеличения затрат труда и времени, поэтому может быть оправдано лишь при строительстве сооружений средних (30-60 м) и больших ( до 100 и более метров) пролетов.
Клеефанерные арки имеют, как правило, двутавровое или коробчатое сечение, стенки которого выполняются из водостойкой фанеры, а пояса из пиломатериалов.
Арки треугольного очертания
Треугольные арки проектируются по трех- или двухшарнирной статической схеме. Пологие арки со стрелой подъема 1/6÷1/8 пролета решаются с затяжками, высокие – со стрелой подъема до 1/2 пролета – без затяжек. Применение конструкций последнего вида позволяет создавать здания общественного, зрелищного и спортивного назначения с особой архитектурной привлекательностью. Основные схемы треугольных арок и некоторых их узлы показаны на рис. 5.1.
Рис. 5.1 Виды клееных арок треугольного очертания а, б и д – трехшарнирных; в и г – двухшарнирных
Их отличает простота изготовления, не требующая гнутья пакета при склеивании. Недостатком их является повышенный расход лесоматериалов из-за значительных изгибающих моментов, возникающих в прямолинейных элементах и требующих больших размеров поперечного сечения. Частично этот недостаток компенсируется созданием обратного (разгружающего) изгибающего момента за счет эксцентричной передачи сжимающих усилий по концам прямолинейных элементов (в ключе и опорах).
Арки с затяжкой пролетом до 24 м имеют типовые решения, при больших пролетах – решаются по индивидуальным проектам.
____________
*Треугольными арками здесь и далее условно (из соображений краткости) называются треугольные распорные системы, состоящие из двух прямолинейных элементов, расположенных под углом друг к другу. Такое название принято в типовых сериях конструкций, хотя треугольную арку с затяжкой было бы правильнее назвать фермой, а без затяжки – распорной стержневой конструкцией.
Типовые треугольные трехшарнирные арки с металлической затяжкой применяются в раздельных покрытиях с чердачным пространством и подвесным потолком или в бесчердачных покрытиях сельскохозяйственных и складских зданий. Верхний пояс выполняется клееным прямоугольного поперечного сечения, стальная затяжка – из круглой арматурной стали классов АI÷АIII. Рассчитаны они на нагрузку от 6 до 18 кН/м. Сборка арок осуществляется на заводе-изготовителе или на строительной площадке из готовых элементов.