Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Вопрос 20
Компоновка арочного покрытия при рядовом размещении арок. Особенности конструирования и расчета арок.
В качестве основных несущих элементов арки ус пешно применяют для зданий спортивно-зрелищного и общественного назначе ния при больших пролетах и преобладании равномерно распределенных нагру зок. По затрате металла арочные покрытия, как правило, более экономичны, чем балочные или рамные системы. Распор арок рекомендуется передавать через фундамент и грунт. В случае особо неблагоприятных грунтовых условий распор может быть воспринят затяжкой, устанавливаемой ниже уровня пола. Затяжки устраивают также при опирании арок на колонны или высокие опоры неболь шой жесткости.
По статической схеме арки подразделяются на трехшарнирные, двухшарнирные и бесшарнирные. Наиболее распространенными являются двухшарнирные арки: они достаточно просты в изготовлении и монтаже, нечувствительны к неравно мерным вертикальным смещениям опор, а напряжения от изменения температуры в них несущественны.
Трехшарнирные арки, как статически определимые системы, безразличны к осадкам опор и температурным воздействиям, однако, устройство шарнира в клю че осложняет как конструкцию самих арок, так и решение кровельного покрытия.
Бесшарнирные арки обладают преимуществами большей жесткости и меньшего расхода металла, вместе с тем они связаны с устройством более мощных опор и требуют обязательного расчета на прогнозируемую разность осадок опор и темпе ратурные воздействия.
По совокупной стоимости стальных конструкций и фундаментов все три типа арок примерно равноценны. Арочные покрытия по типу компоновки основных конструкций могут быть плоскостными или блочными. Учитывая малую жесткость из своей плоскости рационально монтаж осуществлять в виде спаренных арочных элементов.
Наивыгоднейшая высота арки находится в пределах 1/4 -1/6 пролета. Очерта ние арки должно возможно ближе соответствовать кривой давления. Кривая дав ления в арке от постоянной нагрузки - парабола, поэтому чаще всего форма арки принимается параболической. Однако, для удобства изготовления элементы арок принимаются иногда очерченными по дуге круга или даже прямолинейными, если это не нарушает архитектурных требований. В пологих арках дуга круга почти сов падает с параболой; в более высоких арках параболу целесообразно заменять соче танием дуг окружностей различных радиусов.
Высота сечения арки зависит от пролета и соотношения между величинами по стоянной и временной нагрузок и принимается для решетчатых арок в пределах 1/30 -1/60 пролета, для сплошных сечений 1/50 -1/80.
Сплошные сечения в арках следует принимать при условии возможности валь цовки прокатных профилей. Сечения сквозных арок рекомендуется назначать по стоянной высоты, т.е. с параллельными поясами, что наиболее полно отвечает ха рактеру изменения усилий по длине. Вместе с тем имеется немало случаев приме нения переменных по высоте сечений, например, серповидных в двух- и трехшар-нирных арочных покрытиях.
Возможные типы сечений арок показаны на рис. Шарниры в пятах и ключе арок рекомендуется делать плиточными с центрирующей прокладкой. Для восприятия поперечных сил служат ограничители, расположенные с двух сторон основной плиты шарнира (рис.). Применявшиеся в прежней практике литые балансирные шарниры могут также использоваться. Однако, они значительно до роже и поэтому не могут быть рекомендованы.
Расчет арок. Арочные конструкции рассчитывают на вертикальные на грузки от собственного веса конструкций покрытия и снега, а также на ветровые нагрузки, температурные воздействия и, в отдельных случаях, на ожидаемую раз ность смещения опор.
Конфигурация арки может быть принята по параболе, кругу, эллиптической кривой, цепной линии в соответствии с очертанием многоугольника действующих сил и одновременно принимая во внимание архитектурные требования.
Как известно, уравнение кривой арки, очерченной по параболе описывается уравнением
y=4f*x(l-x)\l2
где / - пролет; f - стрела подъема; х, у - текущие координаты.
При вертикальной равномерно распределенной нагрузке по всему пролету для двухшарнирной арки:
Распор H=ql2 \8f
Нормальная сила N= ql2 \8f*cos α, где α – угол наклона касательной к оси арки.
Tgα=4f(l-2x)\ l2
Для случая равномерно распределенной нагрузки на половине пролета двух шарнирной параболической арки:
Из значений табл. 12.3 видно, что арка наиболее устойчива при отношении f\l=0,3. Устойчивость арки из ее плоскости должна быть обеспечена горизонталь ными связями и прогонами либо жесткими плитами покрытия. Для достаточной устойчивости расстояния между точками закрепления не должны превышать 40 - 50 радиусов инерции сечения пояса.
Конструктивные решения. На рис.12.13 приведен поперечный разрез
склада концентратов металлургического завода. Трехшарнирные арки покрытия образуются двумя фермами с параллельными поясами: высота ферм 2,8 м, шаг ферм 7м.