5.4. Расчет арочных конструкций

5.4.1. Нагрузки и воздействия

На арки действуют вертикальные постоянные (собственный вес, вес покрытия, вес осветительной аппаратуры, в некоторых случаях вес воздуховодов и вентиляционного оборудования) и временные нагрузки (снег, ветер, в производственных зданиях иногда воздействие легких подвесных кранов).

В пологих арках при f / l < 1/8, очерченных по квадратной параболе или другой близкой к ней кривой, постоянную нагрузку с допустимой погрешностью

260

можно принимать равномерно распределенной по пролету (рис. 5.11, а), а распор с достаточной точностью определять по формуле

H =
gl2
8f
  ,
(5.1)

где g - расчетная нагрузка на арку.

Для арок с 1/8 ≤ f / l ≤ 1/4 расчетную постоянную нагрузку можно принимать в виде двух симметричных загружений с величинами ординат g и g1, считая, что g1 распределяется на полупролете по линейному закону. Тогда величина распора определяется по формуле

H =
gl2
8f
  +
g1l2
24f
  ,
(5.2) где , α - угол наклона оси арки к горизонту на опоре.
Рис. 5.11. Схемы нагрузок на арку: a - постоянная и снеговая нагрузки; б - ветровая нагрузка
Рис. 5.11. Схемы нагрузок на арку:
a - постоянная и снеговая нагрузки; б - ветровая нагрузка

В арках с f/l > 1/4 закон распределения нагрузки g1 следует принимать по закону изменения косинуса угла α в зависимости от очертания арки. В этом случае распор приближенно определяется по формуле

H =
gl2
8f
  +
g1l2
48f
  ,
(5.3)

где g1 находят как в предыдущем случае.

В соответствии с [6] снеговая нагрузка на арки принимается при f/l < 1/8 в виде равномерно распределенной по всему пролету с коэффициентом перехода μ1 = 1. При f/l &8805; 1/8 - в двух вариантах: первый в виде

261

равномерно распределенной нагрузки на средней части пролета с коэффициентом перехода μ1 =
1
8f
  , но не более 1,0 и не менее 0,4; второй - в виде двух треугольников с ординатами по краям μ2 и 0,5 μ2, где μ2 берется в зависимости от соотношения f / l, но не более 2,2.

В обоих вариантах длина затружения определяется углом α = 50° между осью арки и горизонтом, т.е. принимается, что при α > 50°, снег на арочном покрытии не держится.

В круговой арке такие участки появляются при f / l ≥ 1/4,3, а в параболической, начиная с f / l ≥ 1/3,36, т.е. в достаточно подъемистых арках.

Ветровая нагрузка по величине и характеру в значительной степени зависит от очертания арки и расположения опор, которые могут быть на уровне земли или приподняты. На рис. 5.11 показана эпюра ветрового давления на арку с опорами на уровне земли. Аэродинамические коэффициенты се1 и се2 принимают в зависимости от отношения f / l [6].

Следует заметить, что в подъемистых легких арках усилия от ветровой нагрузки соизмеримы с усилиями от собственного веса покрытия, а опорные реакции могут иметь отрицательное значение. При действии ветра перпендикулярно торцам на всей поверхности покрытия се2 = -0,7. При одном открытом торце порывы ветра, врываясь внутрь, создают избыточное давление, которое, складываясь с отсосом на внешней поверхности, может сорвать элементы покрытия, что имело место на практике.

262

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.