По статической схеме арки подразделяют на трех-шарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные (рис. 160). О целесообразности арок можно судить по эпюре моментов. Наибольшие изгибающие моменты возникают в трехшарнирной арке в четверти пролета, поэтому трех-шарнирные — самые тяжелые и вследствие этого малоприменимы. В бесшарнирных арках моменты в средней половине пролета минимальны и возрастают на сравнительно небольших участках вблизи опор, поэтому онц^ самые легкие. Однако подобно рамам, применение бесшарнирных арок возможно только на недеформируемых грунтах, в противном случае расход материала на фундаменты в значительной степени перекрывает экономию материалов, получаемую на самой арке.

Двухшарнирные арки менее чувствительны к температурным и деформационным воздействиям, чем бесшарнирные, и обладают большей жесткостью, чем трехшарнирные арки. Кроме того, они имеют более равномерное распределение изгибающего момента по сравнению с двумя другими статическими схемами. Двухшарнирные арки достаточно экономичны по расходу материала, просты в изготовлении и монтаже и благодаря этим качествам находят преимущественное применение в зданиях и сооружениях.

По сравнению с рамой арка занимает большее

Рис. 160. Статические схемы и эпюры моментов в арках от равномерно распределенной нагрузки

1 — трехшарнирная; 2 — двухшар-ннрная; 3 — бесшарнярная

Рис. 161. Типы арок в зависимости от отношения 1/1

1 — пологая; 2 — прямолинейная; 3 — полукруглая; 4 — подъемистая; 5 — стрельчатая

Рис. 162. Конструктивные схемы и типы сечеиий двухшарнириых арок а — сплошных; 6 — сквозных 0)

Рис. 163. Очертания арок а — трехшарннрной; 6 — двухшарннр-иой; варианты: 1, 3 — серповидная; 2 — сегментная; 4 — с параллельными поясами

пространство, так как в арочных покрытиях (в связи с их пологостью) вблизи опор имеются зоны ограниченной f эксплуатации. Наивыгоднейшая высота арок составляет* 'А—Ve пролета, но по условиям эксплуатации очертание арок может быть самым произвольным (рис. 161). Минимально допустимая пологость арок принимается не менее Ve пролета, а максимальная подъемистость в стрельчатых арках не более двух пролетов.

В арках, загруженных равномерно распределённой нагрузкой, минимальное значение моментов достигается тогда, когда очертание арки совпадает с кривой давления. Этому случаю соответствует арка, очерченная по квадратной параболе. В пологих арках с целью упрощения изготовления параболическая кривая может быть заменена дугой окружности, не вызывающей существенного увеличения усилий. При увеличении высоты арок нормальная сила и распор уменьшаются, а изгибающий момент значительно возрастает. Этому способствует в большой мере влияние ветровой нагрузки, оказывающее разное воздействие на арку с напорной и отсосной стороны, давая две неравные кривые давления.

В конструктивном отношении металлические арки подразделяют на сплошные и сквозные (решетчатые). Сплошные арки, имеющие высоту сечения '/50—'/80 пролета (рис. 162, а), применяют при пролетах до 60 м. Иногда из функциональных соображений проектируются арки из двух прямолинейных элементов. Высоту сечения в таких арках принимают '/^—'/го пролета. По сравнению с криволинейными арками эти арки малоэффективны. Сечение сплошных арок выполняют в виде сварного широкополочного двутавра, трубы и составных сечений из двух швеллеров или двутавров, соединенных планка,-ми. Составные сечения имеют большую жесткость из плоскости арки, поэтому их целесообразно применять при больших пролетах.


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒