Арочні металоконструкції: виготовлення в Україні

Арка – найдавніша форма архітектури. Арочні конструкції зводили з дерева, каменю, бетону. Розвиток металургійної промисловості дало можливість конструювати металеві споруди, які стали популярним елементом будівництва різного типу укриттів, навісів.

Класифікація арочних конструкцій

Металеві арочні конструкції являють собою будови за типом розпірних споруд. Поділяють такі основні види арочних металоконструкцій:

По зовнішньому контуру (абрису)

Частіше споруди бувають форми правильної параболи, рідше кругового або еліптичного обрису, іноді може зустрітися конструкція форми ланцюгової лінії (складаються з численних з'єднаних лінійних частин).

За конструктивною схемою

Діляться на безшарнірні (без проміжних з'єднань), двошарнірні (легкі і прості) і трешарнірні (більш складні і важкі).

За сприйняттям розпору

Залежно від об'єктів, на які встановлюються арочні конструкції (фундамент, суміжні споруди – колони-контрфорси).

За величиною стріли

Підйомисті, пологі.

Арочні конструкції з металу на відміну від споруд з інших будівельних матеріалів більш стійкі до поперечних і поздовжніх навантажень, витривалі в будь-яких кліматичних умовах.

Особливості проектування арочних конструкцій. Навантаження, що діють на арочні конструкції

Швидкомонтовані арочні конструкції з металу частіше мають прольоти величиною 20-60 метрів, іноді бувають великопролітні. Головною перевагою арочних конструкцій є рівномірний розподіл навантаження по всій довжині на склепіння споруди. Щоб досягти такого результату, фахівцям необхідно зробити правильні розрахунки арочних конструкцій.

Арочні конструкції з металу каркасних будівель можуть бути суцільностінчасті або гратчасті.

При розрахунках враховуються

Статична схема арки

Маса споруди

Нерухомість і защемлення опор

Розташування згинальних моментів по довжині будови

Герметичність конструкції

Сприйняття температурних і кліматичних контрастів

Економія витрат металу і трудових витрат

Захист від корозії і вогню

Стійкість, міцність, жорсткість

Тривалість служби

Умови використання

Зручність транспортування і швидкісного монтажу

Розрахунок металевих арочних конструкцій проводиться на основі обліку розрахункової пройми (відстані між центрами п'ят). Якщо збільшується стріла підйому, відповідно зменшується розпір арки. Від точного підбору осі арки залежить її стійкість і міцність.

Арочні конструкції з металу працюють на стиск, яке визначає механічні властивості металу і вигин.

Сталеві арки зводяться, враховуючи основні вертикальні навантаження (вага самої металоконструкції, сніг), і додаткові вітрові (тиск вітру), температурні. Термічний вплив для конструкції частіше несуттєвий.

Для металевої арочної конструкції, у якій відкриті отвори, необхідно враховувати величину вітрового тиску, вітер направляється паралельно торцям металевої арки, тим самим спорудження обтікається вітровими масами з двох сторін і через це всередині створюється ефект вакууму. Це сприяє збільшенню позитивного тиску на купол і зменшення відсмоктування арок з металу.

Потрібно враховувати комбінації таких видів вітрового тиску

Бічне або торцеве навантаження

Вакуум, що утворився в результаті відведення повітря під арками

Навантаження, створюване вітром, що проникає крізь відкриті широкі отвори і приводить до негативного тиску

Арочні конструкції з металу створюються з трикутними розпірними системами. Безкаркасні конструкції розраховуються в залежності від висоти і функціонального призначення.

Галузь застосування

Широко поширені арочні конструкції при зведенні інженерних споруд, де недоцільно зводити капітальні будівлі з наступних причин:

Проектування специфічної форми будови, яку важко отримати з інших будівельних матеріалів

У місцях, де небажане будівництво (Паркова зона)

Вид діяльності не вимагає капітального будівництва

Неможливо побудувати капітальну будівлю через щільність залягає грунту

Залежно від призначення арочні конструкції з металу можна розділити на:

Промислові та сільськогосподарські споруди

Ангари, ферми, теплиці, навіси, бункери

Покриття будівель з великими прольотами

Виставкові павільйони, ринки, спортивні будівлі, вокзальні перекриття, театри, мобільні будівлі у важкодоступних місцях, термінали для аеропортів

Залізничні, автомобільні мости та естакади

Швидкість і якість будівництва арочних металоконструкцій сприяє скороченню термінів на введення в експлуатацію споруд. Використання в будівництві арочних конструкції з металу істотно зменшує терміни побудови будівель, знижує трудомісткість і їх вартість. Разом з тим конструкції відрізняються міцністю, надійністю і довговічністю.