Расчёт конькового узла арки на уголковых накладках

Рассматриваемая конструкция узла может быть использована для арок с небольшим пролетом (до 20 м). На рис. 6 приведён вариант конькового узла для стрельчатой арки. Такое же решение узла можно использовать и для пологой арки.

Рис. 6. Коньковый узел для стрельчатой арки

Для обеспечения шарнирности узла торец арки срезают с двух сторон. Проверка прочности древесины на смятие не производится из-за больших запасов.

Стальные накладки из неравнобоких уголков крепятся к арке двумя болтами.

Расчёт узла производится в следующей последовательности:

Принимается диаметр болта (d= 16...24 мм) для крепления накладки к арке.

Определяются размеры:

е₁ – расстояние от торца арки до болта;

е₂ – расстояние между болтами.

Согласно СНиП [1] е₁=7·d, е₂ > 3,5·d однако для лучшего восприятия усилий целесообразно принять е₂ = h/4.

Уголковые накладки и болты рассчитываются на действие максимальной сдвигающей силы в коньковом узле:

где Q_а,мах и N_а - поперечная и продольные силы в поперечном сечении левой полуарки (из таблицы сочетаний усилий).

При аналогичном решении конькового узла пологой арки

Пренебрегая в запасе прочности силами трения между полуарками, определяется момент, воспринимаемый болтами, крепящими накладки к полуарками:

Определяется равнодействующее усилие, воспринимаемое одним болтом (рис. 8.б):

Определяется угол наклона равнодействующего усилия к горизонтали:

Максимальный угол наклона равнодействующего усилия к направлению волокон древесины (угол смятия):

Коэффициент К_а = f (a_см) определяется по [1, табл. 19];

Несущая способность в кН двухсрезного болта из условия прочности на изгиб определяется по эмпирической формуле [1]:

где b - ширина арки, см;

d - диаметр болта, см;

Проверяем условие прочности: R < T_и,

Если указанное условие не соблюдается, необходимо увеличить размер е₂ или диаметр болта и повторить расчёт.