Расчетное сопротивление смятию Rсм = Rс = Rи = 1,152 кН/см2;

Производим проверку торцевого упора арки на смятие.

Определяем толщину опорной пластины по требуемому моменту сопротивлению

Требуемая площадь смятия в опорном узле под опорной пластиной

Fсм = N/Rсм = 1147/1,152 = 995,7см2,

где Rсм - расчетное сопротивление смятию древесины.

Ширина пластины равна 400 мм, тогда высота пластины

lпл = Fсм / bпл= 995,7/40 = 24,8 см; конструктивно принимаем длину пластины

lпл = 800 мм, Fсм = 40× 80= 3200 см2.

Напряжение смятия

1147/ 3200= 0,36 кН/см2< 1,152 кН/см2

Толщину пластины находим принимаем 40 мм.

Сварку упорной пластины с боковыми пластинами башмака производим сплошным двусторонним швом толщиной 8 мм.

Толщину боковых пластинок стального башмака принимаем 20 мм.

Высота плиточного шарнира назначаем конструктивно 400 мм.

Расчет на смятие плиточного шарнира производим по формуле

N= 280,1кН – продольное усилие в опорном узле;

r= 160 мм – радиус закругления плиточного шарнира;

l= 290 мм – длина плиточного шарнира;

Rcd = 0,025×Run/gm = 0,025×37/1,05= 0,88 кН/см2;

Расчет крепления стального башмака к арке ведем на равнодействующее усилие Rб.

Принимаем крепежные болты диаметром 24 мм.

Определяем минимальную расчетную несущую способность болта на один шов сплачивания

Требуемое количество болтов

, принимаем 12 болтов.

Расстановка болтов:

- вдоль волокон принимаем 200 мм;

- поперек волокон между осями нагелей принимаем 100 мм;

- поперек волокон от кромки до оси нагелей принимаем 100 мм

Проверяется условие

где Rб - равнодействующее усилие в максимально нагруженном болте;

[Tn ]min - минимальная несущая способность одного среза болта;

Mб - расчетный момент в башмаке

;

nб - число болтов в крайнем ряду, параллельном оси элемента nб=3;

mб - общее количество болтов в башмаке mб=12;

zi - расстояние между осями болтов в направлении, перпендикулярном оси элемента;

zmax - максимальное расстояние между осями болтов в том же направлении; zmax=40 см;

.

.

Коньковый узел

Расчетное продольное усилие N= - 117 кН;

Расчетное поперечное усилие Q= - 52 кН.

Коньковый узел решаем в виде классического плиточного шарнира. Материал шарнира – сталь марки С245 (Run= 37 кН/см2). Конструирование узла начинаем с выбора диаметров крепежных болтов и назначения размеров боковых пластин стального башмака из условия размещения болтов.

Толщину опорной пластины принимаем 40 мм.

Толщину боковых пластинок стального башмака принимаем 20 мм.

Высота плиточного шарнира назначаем конструктивно 200 мм.

Расчет на смятие плиточного шарнира производим по формуле

N= 117 кН – продольное усилие в коньковом узле;

r= 100 мм – радиус закругления плиточного шарнира;

l= 400 мм – длина плиточного шарнира;

Rcd = 0,025×Run/gm = 0,025×37/1,05= 0,88 кН/см2;

Требуемое количество болтов

,

конструктивно принимаем 9 болтов.

Минимальная расчетная несущая способность болта на один шов сплачивания

Расстановка болтов:

- вдоль волокон принимаем 200 мм;

- поперек волокон между осями нагелей принимаем 100 мм;

- поперек волокон от кромки до оси нагелей принимаем 100 мм

Расчет крепления стального башмака к арке заключается в проверке условия

Rб - равнодействующее усилие в максимально нагруженном болте;

Mб - расчетный момент в башмаке

;

Q= 52 кН – расчетной поперечной силы;

nб - число болтов в крайнем ряду, параллельном оси элемента ;

mб - общее количество болтов в башмаке ;

zi - расстояние между осями болтов в направлении, перпендикулярном оси элемента;

zmax - максимальное расстояние между осями болтов в том же направлении; zmax=40 см;

.

[Tn ]min - минимальная несущая способность одного среза болта;

Меры защиты конструкций от загнивания и возгорания

При проектировании деревянной клееной арки с затяжкой предусматриваем конструктивные меры защиты от биологического разрушения, возгорания и действия химически агрессивной среды.

Конструктивные меры, обеспечивающие предохранение и защиту элементов от увлажнения, обязательны, независимо от того, производится антисептирование древесины или нет.

Конструктивные меры по предохранению и защите древесины от гниения обеспечивают:

устройство гидроизоляции от грунтовых вод, устройство сливных досок и козырьков для защиты от атмосферных осадков;

достаточную термоизоляцию, а при необходимости и пароизоляцию ограждающих конструкций отапливаемых зданий во избежание их промерзания и конденсационного увлажнения древесины;

систематическую просушку древесины в закрытых частях зданий путем создания осушающего температурно-влажностного режима (осушающие продухи, аэрация внутренних пространств).

Деревянные конструкции следует делать открытыми, хорошо проветриваемыми, по возможности доступными для осмотра.

Защита несущих конструкций:

В опорных узлах, в месте опирания арки на фундамент устроить гидроизоляцию из двух слоев рубероида. При этом низ арки запроектирован на отметке +0,5м. Торцы арок и места соприкосновения с металлическими накладками в опорном и коньковом узлах защитить тиоколовой мастикой У-30с с последующей гидроизоляцией рулонным материалом.

Для защиты от гигроскопического переувлажнения несущих конструкций через боковые поверхности необходимо покрыть пентафталевой эмалью ПФ-115 в два слоя.