Арочные металлоконструкции: изготовление в Украине

Арка – самая давняя форма архитектуры. Арочные конструкции возводили из дерева, камня, бетона. Развитие металлургической промышленности дало возможность конструировать металлические сооружения, которые стали популярным элементом строительства разного типа укрытий, навесов.

Классификация арочных конструкций

Металлические арочные конструкции представляют собой строения по типу распорных сооружений. Разделяют такие основные виды арочных металлоконструкций:

По внешнему контуру (абрису)

Чаще сооружения бывают формы правильной параболы, реже кругового или эллиптического очертания, иногда может встретиться конструкция формы цепной линии (состоят из многочисленных соединенных линейных частей)

По конструктивной схеме

Делятся на бесшарнирные (без промежуточных соединений), двухшарнирные (легкие и простые) и трехшарнирные (более сложные и тяжелые)

По восприятию распора

Зависимо от объектов, на которые устанавливаются арочные конструкции (фундамент, смежные сооружения, колонны-контрфорсы)

По величине стрелы

Подъемистые, пологие

Арочные конструкции из металла в отличие от сооружений из других строительных материалов более устойчивы к поперечным и продольным нагрузкам, выносливы в любых климатических условиях.

Особенности проектирования арочных конструкций. Нагрузки, действующие на арочные конструкции

Быстровозводимые арочные конструкции из металла чаще имеют пролеты величиной 20-60 метров, иногда бывают большепролетные. Главным преимуществом арочных конструкций является равномерное распределение нагрузки по всей длине на своды сооружения. Чтобы достичь такого результата, специалистам необходимо сделать правильные расчеты арочных конструкций.

Арочные конструкции из металла каркасных строений могут быть сплошностенчатые или решетчатые.

При расчетах учитываются

Статическая схема арки

Масса сооружения

Неподвижность и защемление опор

Расположение изгибающих моментов по длине строения

Герметичность конструкции

Восприятие температурных и климатических контрастов

Экономия расходов металла и трудовых затрат

Защита от коррозии и огня

Устойчивость, прочность, жесткость

Длительность службы

Условия использования

Удобство транспортировки и скоростного монтажа

Расчет металлических арочных конструкций производится на основе учета расчетной проймы (расстояния между центрами пят). Если увеличивается стрела подъема, соответственно уменьшается распор арки. От точного подбора оси арки зависит ее стойкость и прочность.

Арочные конструкции из металла работают на сжатие, которое определяет механические свойства металла и изгиб.

Стальные арки возводятся, учитывая основные вертикальные нагрузки (вес самой металлоконструкции, снег), и дополнительные ветровые (давление ветра), температурные. Термическое воздействие для конструкции чаще несущественно.

Для металлической арочной конструкции, у которой открытые проемы, необходимо учитывать величину ветрового давления, Ветер направляется параллельно торцам металлической арки, тем самым сооружение обтекается ветровыми массами с двух сторон и из-за этого внутри создается эффект вакуума. Это способствует увеличению положительного давления на купол и уменьшению отсоса арок из металла.

Нужно учитывать комбинации таких видов ветрового давления

Боковой или торцевой нагрузки

Вакуума, образовавшегося в результате отвода воздуха под арками

Нагрузки, создаваемой ветром, проникающей сквозь открытые широкие проемы и приводящей к отрицательному давлению

Арочные конструкции из металла создаются с треугольными распорными системами. Бескаркасные конструкции рассчитываются в зависимости от высоты и функционального назначения.

Область применения

Широко распространены арочные конструкции при возведении инженерных сооружений, где нецелесообразно возводить капитальные здания по причинам:

Проектирования специфической формы строения, которую тяжело получить из других строительных материалов

В местах, где нежелательное строительство (парковая зона)

Вид деятельности не требует капитального строительства

Невозможно построить капитальное здание из-за плотности залегающего грунта

В зависимости от назначения арочные конструкции из металла можно разделить на:

Промышленные и сельскохозяйственные сооружения

Ангары, фермы, теплицы, навесы, бункера

Покрытия зданий с большими пролетами

Выставочные павильоны, рынки, спортивные здания, вокзальные перекрытия, театры, мобильные строения в труднодоступных местах, терминалы для аэропортов

Железнодорожные и автомобильные мосты и эстакады

Скорость и качество строительства арочных металлоконструкций способствует сократить сроки на введение в эксплуатацию сооружений. Использование в строительстве арочные конструкции из металла существенно уменьшает сроки построения зданий, снижает трудоемкость и их стоимость. Вместе с тем конструкции отличаются прочностью, надежностью и долговечностью.