Трехшарнирные арки из сегментных ферм
Трехшарнирные арки из сегментных ферм на гвоздях с металлическими затяжками или с передачей распора непосредственно опорам применяются, как правило, в покрытиях зданий с пролетами более 30 м.
По сравнению с балочными сегментными фермами трехшарнирные арки из сегментных ферм благодаря меньшей высоте сегментов (примерно в 4 раза) имеют меньшие длины панелей верхнего пояса и элементов решетки, а расчетные усилия в раскосах арок при односторонней нагрузке значительно меньше усилий в раскосах балочных сегментных ферм того же пролета.
Трехшарнирные арки хорошо членятся на транспортабельные крупные блоки.
Недостатками трехшарнирных арок являются: относительная сложность опорных и коньковых узлов ферм и необходимость постановки вертикальных связей для пространственного крепления нижнего пояса, осложняющей монтаж арок.
Разбивку ферм на панели равной длины обычно производят по нижнему поясу (рис. 1). Длины панелей верхнего пояса назначаются ориентировочно в пределах от 1 до 1,5 м при пролетах 15 - 40 м и от 1,5 до 2 м — при пролетах 40 - 60 м.
Рис. 1. Конструктивное решение узлов трехшарнирной арки из двух сегментных ферм
При конструировании трехшарнирных арок из сегментных ферм руководствуются правилами конструирования сегментных ферм на гвоздях Сечения поясов арок при больших пролетах в целях повышения жесткости нижнего (сжатого) пояса рекомендуется делать со сплошными прокладками по типу III, при малых пролетах рекомендуется решение верхнего и нижнего поясов по типу I.
В арочных сквозных конструкциях необходима постановка вертикальных связей для закрепления нижнего сжато-растянутого пояса в целях предупреждения выпучивания его из плоскости системы (рис. 1).
Стыки нижнего пояса устраивают вблизи тех узлов, где располагаются вертикальные связи.
По архитектурным или монтажным соображениям иногда целесообразно применять попарно сближенную расстановку арок с устройством связей в плоскости нижнего пояса.
Затяжки арок выполняются из одного круглого стального тяжа или при больших пролетах из двух уголков или швеллеров. Для устранения заметного провисания затяжек под влиянием собственного веса устраиваются подвески из круглой стали диаметром 8 - 10 мм.
В трехшарнирных арках из сегментных ферм больших пролетов (более 30 м) металлическая затяжка прикрепляется в опорном узле при помощи сварного стального башмака, который облегчает устройство подвижной опоры (рис. 1, узел 3). Все элементы в опорных узлах фермы, представленной на рис. 1, центрированы. Сжимающие усилия верхнего пояса, так же как растягивающие и сжимающие усилия нижнего пояса, передаются опорной наклонной плите стального башмака. Верхний пояс непосредственно упирается в плиту. Нижний пояс у опорного узла прерывается: между элементами нижнего пояса поставлены прокладки и с боков — накладки на нагелях и болтах, через которые плите передаются сжимающие усилия; растягивающие усилия воспринимаются тяжами, которые сверху крепятся к уголкам, упертым в накладки нижнего пояса, а снизу — к опорной плите.
Примыкание нижнего пояса в коньковом узле аналогично примыканию в опорном узле. Коньковый «шарнир» решен из уголков, скрепленных между собой двумя стальными накладками на болтах (узел 2 рис. 1).