По сравнению с рамой арка занимает большее пространство, так как в арочных покрытиях (в связи с их пологостью) вблизи опор имеются зоны ограниченной у эксплуатации. В арках, загруженных равномерно распределенной нагрузкой, минимальное значение моментов может достигаться тогда, когда очертание арки совпадает с кривой давления. Этому случаю соответствует арка, очерченная по квадратной параболе. В пологих арках параболическая кривая может быть заменена дугой окружности, не вызывающей существенного увеличения усилий с целью упрощения изготовления. При увеличении высоты арок нормальная сила и распор уменьшаются, а изгибающий момент значительно возрастает. В большой мере этому способствует влияние ветровой нагрузки, оказывающее разное воздействие на арку с напорной и отсосной стороны, давая две неравные кривые давления.
Сквозные арки с параллельными поясами преимущественно проектируют при пролетах более 60 м. Пояса сквозных арок выполняют из уголков, швеллеров, труб и двутавров. Сквозные арки при больших пролетах и усилиях делают пространственными в виде треугольного или четырехугольного поперечного сечения. В сквозных арках пояса по вертикали и горизонтали сопрягаются решетчатыми связями треугольного или раскосного типа, выполняемыми из одиночных уголков, швеллеров или двутавров.
Сечения сплошных и сквозных арок рекомендовано принимать постоянными по всей длине. Однако в двух и трех-шарнирных арках допускается проектировать серповидные или сегментарные очертания с целью экономии металла.
При проектировании сплошных арок их шаг вдоль здания рекомендуется принимать 6—12 м, а при сквозных арках—12—24 м. При шаге 6 м покрытие проектируют беспрогонным с укладкой плит непосредственно на верхний пояс арки. При шаге 12—24 м в качестве прогонов используют решетчатые фермочки, устанавливаемые с шагом 6 м, а плиты укладывают по ним или по дополнительным прогонам, идущим с шагом 3 м по фермочкам-прогонам.
5. Предпочтительные материалы и их особенности.
По виду материаловарки могут быть: металлические, деревянные, металлодеревянные, каменные, бетонные и железобетонные.
В конструктивном отношении металлические арки подразделяют на:
· сплошные
· сквозные (решетчатые)
Сплошные арки применяют при пролетах до 60 м. Иногда из функциональных соображений арки проектируются из двух прямолинейных элементов. 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 планками. Составные сечения имеют большую жесткость из плоскости арки, поэтому их целесообразно применять при больших пролетах.
Технические возможности применения камня в купольных сооружениях были исчерпаны в 1 тыс. н.э. при перекрытии здания Пантеона в Риме куполом диаметром 43,2 м. Купол опирается на кольцевую стену, толщина которой для погашения распора – 8м. Другим непревзойденным купольным сооружением древности является купол храма Св. Софии в Константинополе диаметром 31,5 м. Этот купол опирается через систему из четырех сферических парусов только на четыре опоры. В отличие от массивной стены в Пантеоне в храме Св. Софии распор купола передается через арки и полукупола на смежные пролеты (нефы), пространственная жесткость которых и позволяет выдержать горизонтальную составляющую распора.
В XX в. изменились геометрические параметры куполов и оболочек. Устойчивость каменной конструкции купола требовала, чтобы стрела его подъема составляла около половины его диаметра. Железобетон позволил уменьшить стрелу подъема до 1/5–1/6 диаметра и одновременно достичь такой тонкостенности куполов, которая превосходит тонкостенность биологических структур. Так, отношение толщины к диаметру у оболочки покрытия большого олимпийского дворца спорта в Риме, построенного в 1959 г. выдающимся инженером-архитектором Пьетро Луиджи Нерви, равно 1/1525. У куриного яйца оно составляет 1/100.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.