Железобетонные арки покрытий
Использование арок эффективно при пролетах свыше 30 м. ( 36 м., 42 м. и т.д.). Шаг арок вдоль пролета составляет 6 – 12 м. Стрела подъема арки f = 0.12-0.2 от пролета, но не менее 0.1 пролета.
Железобетонные арки классифицируют:
1) по высоте стрелы подъема.
- пологие (относительная высота 1/8...1/6 l);
- подъемистые (относительная высота 1/4... 1/2 l).
2) по статической схеме:
а) трехшарнирные
статически определимая;
распор зависит от взаимного расположения шарниров, но не зависит ни от очертания оси арки, ни от её жесткости;
«+»
1) нечувствительны к осадке и горизонтальным смещениям опор;
2) нечувствительны к температурным изменениям;
3) удобны в монтаже и перевозке в виде парных полуарок.
« - »
1) усложнение конструкции из-за наличия ключевого шарнира;
2) требуют мероприятий по обеспечению герметичности кровли над шарниром (имеется поворот полуарок);
3) более деформативны;
4)более материалоемки по сравнению с двухшарнирными и бесшарнирными (неравномерное распределение изгибающих моментов по длине арки).
б) двухшарнирные
Рис. 4. Двухшарнирная арка
1 – арка; 2 – затяжка; 3 – подвеска.
наиболее распространенные (благоприятное распределение изгибающих моментов по
единожды статически неопределимы;
распор несколько меньше, чем у трехшарнирной (смещению опор препятствует сопротивление самой арки разгибанию).
«+»
1) более экономична, чем трехшарнирная;
2) просты в изготовление и монтаже;
3) не сильно реагируют на осадку опор и температурные воздействия (благодаря опорным шарнирам)
в) бесшарнирные
трижды статически неопределимы;
«+»
1) экономична (по затрате материала самой арки);
2) легкая (полное защемление арки на опоре, а следовательно и равномерное распределение моментов по длине арки);
3) жесткая;
4) надежная конструкция кровли из-за отсутствия конькового шарнира.
«-»
1) требования идеального защемления концов арки (наличие опорных моментов);
2) требует устройства надежного основания и мощных опор;
3) реагирует на осадку опор и температурные воздействия.
3)по числу пролетов:
а) однопролетные;
б) многопролетные.
Рис. 5. Многопролетная арка перекрытия вокзальных перронов.
В многопролетных арках распоры смежных пролетов уравновешиваются, и промежуточные опоры работают на сжатие с незначительным изгибом от несимметричной нагрузки (снег, ветер).
4) по очертанию осей арок:
Обычные очертания арки:
а) круговая;
б) параболическая;
в )треугольная.
Встречаютсяочертания:
г) эллиптические,
д) коробовые (многоцентровые),
е) «ползучие» (опоры в разных уровнях).
Очертание оси арок зависит:
1) от функционального назначения здания;
2) от габаритов здания;
3) от действующих нагрузок;
4) технологических условий изготовления и монтажа.
Очертание арки выбирают близким к линии давления.
При симметричной нагрузкедля пологих арок - парабола.
Часто для упрощения изготовления арок параболу заменяют дугойокружности(положительное - использование стандартных конструктивных элементов).
5) по форме сечения арки могут быть:
· двутавровые (рис. 6.)
Рис. 6. Железобетонная арка двутаврового сечения с затяжкой
· прямоугольные (рис. 7)
Рис. 7. Монолитная двухшарнирная арка с затяжкой:
а – общий вид; б – опорны узел; в – арматурный каркас
Затяжки обычно работают на центральное растяжение. Если к затяжкам приложить нагрузку от подвесного подъемно-транспортного оборудования, то анна будет работать внецентренно-растянутый элемент.
По материалу затяжки бывают:
· железобетонными предварительно напряженные, армируемые высокопрочной проволочной или канатной арматурой;
· стальные затяжки: - гибкие (2-3 стержня, пропущенных на опоре через арку)
- жесткие (из дух швеллеров или уголков, связанных между собой планками).
Рис. 8. Опорные узлы арок с затяжками:
а – из круглой стали; б – из швеллеров; в – из преднапряженного бетона.
Большепролетные высокие арки имеют более сложное очертание оси, их обычно выполняют трехшарнирными. Распор арки передают на фундаменты и грунты основания. При слабых грунтах для восприятия распора арки устраивают затяжку, расположенную ниже уровня пола арки.
От воздействия арки в местах опирания возникает распор «Н». Величина распора зависит от действующей нагрузки, пролета и стрелы подъема.
Для восприятия распора устанавливают затяжки, а чтобы затяжки не провисали, используют подвески. Распор также может восприниматься фундаментом или примыкающим сооружением (рис. 9)
Рис. 9. Основные способы восприятия распора арок.
а – грунтовым основанием; б – затяжкой; в – грунтовым основанием и затяжкой; г – примыкающими сооружениями.
На арку действуют:
-постоянные нагрузки от веса покрытия и собственного веса (равномерно распределенные);
-временные нагрузки:
· снеговая (2 варианта загружения: равномерно распределенная и треугольная, учитывающая образование снеговых мешков),
· сосредоточенная от подъемно-транспортного и подвесного оборудования,
· ветровая (расчет производят только про большой высоте арки).
Арки конструируют и рассчитывают как внецентренно-сжатые элементы, в которых возможно возникновение изгибающих моментов противоположных знаков, поэтому сечение арки армируют симметрично по максимальной площади.
Поперечные силы в арках незначительны; поперечные стержни ставят по расчету и конструктивным соображениям. Арматуру затяжки подбирают как для растянутого элемента по условиям прочности и трещиностойкости.
Опорные узлы арок приведены на рис. 8. Железобетонные арки также могут быть сквозными (рис. 10)
Рис. 10. Параболическая трехшарнирная железобетонная сквозная арка пролетом 46 м.
Лекция VI
Дата добавления: 2016-01-18; просмотров: 9388;