Строительная арка Советский патент 1992 года по МПК E04B1/32 

Изобретение относится к строительным конструкциям и предназначено для использования в покрытиях промышленных и гражданских зданий и сооружений

Известны конструкции покрытия промышленных и гражданских зданий в виде железобетонных стропильных ферм с раскосной решеткой

При весьма эффективной статической схеме, выражающейся в практически безмо- ментном напряженном состоянии элементов, фермы этого типа трудоемки ву изготовлении, так как имеют большую протяженность раскосов и стоек (более 30% от суммарной длины элементов фермы), большое количество узлов, требуют изготовления и установки значительного числа пространственных каркасов различных типоразмеров в элементах решетки Затруднена также прокладка коммуникаций в межферменном пространстве

Более технологичны и функционально предпочтительнее безраскосные фермы. В них указанные конструктивные и технологические недостатки частично устранены Однако при этом ухудшена статическая схема работы во всех элементах поясов и решетки наряду с нормальными усилиями действуют значительные по величине изгибающие моменты, что приводит к увеличению расхода бетона и стали, и. следовательно, стоимости фермы

Наиболее технологичны и конструктивны двухшарнирные арки, принятые за прототип, включающие криволинейный верхний пояс, затяжку, прикрепленную к его опорным концам и соединительные элементы-подвески, соединяющие затяжку в пролете с верхним поясом Конструкции этого типа имеют минимальную протяженность решетки (подвесок), упрощенные узлы их присоединения к поясам и создают наилучшие условия для гфокладки коммуникаций в межферменном пространстве

Однако арки характеризуются неблагоприятной статической схемой работы: при одностронних нагрузках , подвесные краны) в верхнем поясе возникают значительные изгибающие моменты, что в совокупности с большой свободной длиной

ел

с

ел о

4 00

ел

верхнего пояса (,54S, где S - полная его длина) приводит к увеличению расчетных сечений бетона и стали.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, что достигается тем, что соединение верхнего пояса арки с затяжкой осуществлено с помощью только одной жесткой (в плоскости арки) диафрагмы, установленной в середине пролета. ,

На фиг. 1 изображена арка с пЛастинча- той диафрагмой; на фиг. 2 -то же, с V-образ- ной диафрагмой; на фиг, 3 - изображена эпюра изгибающих Ч оментов в арке с пластинчатой диафрагмой и в арке-прототипе.

Арка содержит кри&олинейный верхний пояс 1, затяжку 2 и соединительный элемент- диафрагму пластинчатую 3 или V-образную с подкосами 4, жестко присоединенную к примыкающим верхнему поясу 1 и к затяжке 2.

Для обеспечения необходимой жестко- сти пластинчатая диафрагма 3 выполняется шириной b и ее погонная жесткость должна удовлетворять условию: (10-20)18п, где lg Bg/logЛвп Ввп / Joan - погонные Шсткости ди- афрагмы и верхнего пояса; Bg, Ben - жест- кость диафрагмы и верхнего пояса в плоскости арки; 0g, loan - их свободные длины, В арке с подкосами жесткость верхнего пояса на участке между узлами примыкания подкосов рекомендуется принимать на 15- 25% выше жесткости на концевых участках арки.

Конструкция работает следующим образом.

При загружении равномерно распреде- ленной погонной или сосредоточенной нагрузками арка работает симметрично по расчетной схеме двухшарнирной арки с передачей соответствующей доли собственното веса затяжки 2 через диафрагмы или подкоса 4 на верхний пояс 1,

При загружениях Односторонней распределенной или сосредоточенной нагрузкой участки верхнего пояса арки между опорами и диафрагмой работают как жестко защемленные в пластинчатую диафрагму 3 или в утолщенную среднюю часть верхнего пояса при V-образной диафрагме, что снижает абсолютные величины изгибающих моментов (фиг, 3), при подборе сечения позволяет принимать свободную длину верхнего пояса Ьвп, равную 0,7fv, где lv-длина дуги верхнего пояса от опоры до диафрагмы 3 или подкоса 4 вместо ,545, как это принято для двухшарнирных арок где S - длина арки.

Таким образом, благодаря снижению величины максимального расчетного момента в верхнем поясе арки и уменьшению свободной длины пояса, может быть значительно повышенна несущая способность арки и снижен расход стали в среднем на 10-15%.

Формула изобретения

1.Строительная арка, включающая криволинейный верхний пояс, затяжку, прикрепленную к его опорным концам, и соединительный элемент, размещенный между затяжкой и верхним поясом, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода материалов и повышения несущей способности, соединительный элемент выполнен в виде установленной по середине пролета диафрагмы, погонная жесткость которой в 10-20 раз превышает погонную жесткость верхнего пояса.

2.Арка по п. 1,отличающаяся тем, что диафрагма выполнена в виде двух подкосов, пересекающихся в центре затяжки, а верхний пояс арки утолщен между подкосами,

Использование в строительстве, а именно в возведении арочных конструкций Сущность изобретения: соединительный элемент арки выполнен в виде установленной по середине пролета жесткрй в плоскости арки диафрагмы, погоняя жесткость которой не менее, чем в 10 раз больше погонной жесткости верхнего пояса. Жесткая диафрагма может быть выполнена в виде двух подкосов, пересекающихся в центре затяжки, а верхний пояс арки в пределах между подкосами утолщен Применение изобретения позволяет значительно увеличить несущую способность арки и снизить расход стали в среднем на 10-15% Зил

Фиг.}

(0,

Фие,

Фцг.З