Расчет н конструирование трех шарнирных деревянных арок

Особенности проектирования строительных конструкций гражданских зданий. Практическая работа №2. Тема: Конструкции из дерева. Расчет н конструирование трех шарнирных деревянных арок. Цель занятия: Освоить материал по расчету и конструированию деревянных арок. План проведения занятия: 1) Виды арок. 2) Порядок расчета треугольных арок. 3) Расчет коньковых узлов. 4) Расчет опорных узлов. Основные понятия по расчету и конструированию деревянных арок. Арки относятся к плоским распорным несущим конструкциям. Клееные дощатые арки - наиболее эффективный вид несущих де¬ревянных конструкций, особенно при круговом или стрельчатом очертании. Клееные деревянные арки рекомендуется применять при пролетах свыше 12 до 60 м. 1) Виды арок. Деревянные арки разделяются: I. По статической схеме: 1) Трех шарнирные арки. Имеют два опорных и один коньковый (ключевой) шарнир. Являются наиболее распространенными. Они статически определимы, и усилия в их сечениях не зависят от осадок опор и деформаций затяжек. Наличие конькового шарнира позволяет предусматривать в нем монтажный стык и перевозить арки к месту установки в виде полуарок. Рисунок 1 Трех шарнирные арки 2) Двух шарнирные арки. Рисунок 2 Двух шарнирные арки 3) Бес шарнирные арки. II. По особенностям опирания на опоры: 1) С затяжками. 2) Без затяжек. Рисунок 5 Арки без затяжек III. По профилю (очертанию): 1) Пологие – двух шарнирные и арки кругового очертания. 2) Высокие - стрельчатые трех шарнирные арки из элементов кругового очертания. 3) Стрельчатые арки. IV. По форме сечения: 1) Прямоугольное из склеенных досок. 2) Тавровое. 3) Коробчатое. 2) Порядок расчета треугольных арок. Расчет арок после сбора нагрузок выполняется в следующем порядке: 1) геометрический расчет арки; 2) статический расчет; 3) подбор сечений и проверка напряжений; 4) расчет узлов арки. При первом сочетании нагрузок опорные реакции и максимальные внутренние усилия определяют: А1 = В1(q*l/2); Н1 = q*l2/8f; N1 = H/cosα; М1 = (q*l2)/32; Q = (q*l)/4; Rрез1 = √А12+ Н12; При втором сочетании максимальные значения реакций и усилий А2 = (q*l/2) + (3/8) *p*l; В2 =(q*l)/2 + (l/8) *h*l; Н2 = (q*l2)/8f + (p*l2)/16*f; N2 =H2 /cosα; Rрез2 = √А22+ Н22; Следующий этап - подбор сечений элементов арки. Вычисляем минимальную высоту сечения пояса h = (1,5 * Q * Kск)/Rск * bрасч Вычисляем величину изгибающего момента Мд в середине длины верхнего пояса. Производим проверку прочности верхнего пояса арки как сжато изгибаемого элемента. Проверяем верхний пояс на прогиб от вне узловых нагрузок с учетом влияния продольной силы. Затем рассчитываем узлы арки. 3) Расчет коньковых узлов. Коньковые узлы арок пролетом до 18м выполняются лобовым упором и перекрываются парными деревянными или стальными накладками. Рисунок 12 Коньковый узел Расчет узла ведется на действие поперечной силы от расчетного сочетания нагрузок. Определяются усилия, действующие в условных опорах. RА = (l1/l2)*Q; RВ = [(e1 + e2)/e2)*Q Определяется минимальная несущая способность одного болта. Рассчитывается необходимое количество болтов в каждом вертикальном ряду n б = Rв /(Тб* nср); nб = Rа /(Тб* nср); Более нагруженными считаются те болты, которые расположены ближе к оси симметрии арки. При пролете арок более 18 м коньковые узлы решаются в виде классических шарниров. Рисунок 14 Опорный узел Расчет крепления стального башмака заключается в проверке условия, чтобы равнодействующая усилий в наиболее нагруженном болте от действия усилий Q, M не превышала несущую способность болта. Рисунок 15 Пример опорного узла При пролетах арок до 18 м опорные узлы выполняют лобовым упором с парными стальными накладками. Площадь смятия определяют в опорном узле по продольной сжимающей силе. Поперечная сила воспринимается анкерными болтами, которые заделаны в фундамент или сварными швами. Требуемая площадь сечения анкерных болтов и количество болтов определяется расчетом. Монтажные стыки.