Расчет деревянных арок. Часть 1

Статический расчет деревянных арок производят общими методами строительной механики, как статически определимых трехшарнирных систем. Двухшарнирные арки без ключевого шарнира при относительной высоте не более 1/4 тоже разрешается рассчитывать по трехшарнирной схеме.

Нагрузки, действующие на арку, могу быть распределенными и сосредоточенными. Постоянную равномерную нагрузку g от массы покрытия и самой арки определяют с учетом шага арок В. Она обычно условно считается в запас прочности, равномерно распределенной по длине пролета, для чего ее фактическое значение умножается на отношение длины арки к ее пролету S/l. Массой арки можно задаться предварительно с использованием коэффициентов собственной массы, указанных в ряде учебников, и определить его в зависимости от массы покрытия gu и снега р и других нагрузок.

Снеговую нагрузку р определяют тоже с учетом шага арок по нормам нагрузок и воздействий, условно равномерно распределенных по длине пролета покрытия. При расчете сегментных арок коэффициент перехода с определяют в зависимости от пролета l и высоты l из выражения c = l/(8f), но не менее 0,4, причем на участках с уклоном касательной более 50°Снег не учитывается.

При расчете сегментных арок при f/l> = 1/8 нужно учитывать также распределение снеговой нагрузки по треугольным эпюрам при значениях с в ключе 0, а близ опор — от 1,6 до 2,2 с одной стороны и от 0,8 до 1,1 — с другой.

При расчете треугольных арок снеговую нагрузку определяют с учетом коэффициентов с, зависящих от угла наклона покрытия. Она может быть одинаковой по всему пролету или при углах 20—30° быть равной 0,75 на одном полупролете и 1,25 на другом. Стрельчатые арки при определении снеговых нагрузок могут условно считаться треугольными.

Ветровую нагрузку q определяют по нормам нагрузок и воздействий с учетом шага арок и считают приложенной нормально к поверхности покрытия. При сегментных арках аэродинамические коэффициенты с принимают в зависимости от отношения высоты арки f и стен H к пролету l. При этом для упрощения расчета криволинейные эпюры этой нагрузки можно заменять прямолинейными нормальными к хордам полуарок. При треугольных арках коэффициенты с определяют в зависимости от угла наклона покрытия и отношения высоты стен к пролету. При стрельчатых арках они условно могут считаться треугольными, и нагрузка распределится нормально к хордам полуарок. Сосредоточенные временные нагрузки P включают в себя массу подвесного оборудования и временных нагрузок на нем.

Геометрический расчет арки заключается в определении всех размеров, углов и их тригонометрических функций полуарки, необходимых для дальнейших расчетов. Исходными величинами при этом являются пролет l, высота f, а в стрельчатых арках также радиус полуарки r или ее высоты f1.