Конструктивный расчет. 
Расчет конструкций жилого здания

Принимаем арку прямоугольного сечения высотой h=3,3*40=132 см, что составляет h/D_n=1.32/30=0.0441/45. Ширина сечения по условиям монтажа b=18 см. Сечение из досок 20×4 см (до острожки).

Геометрические характеристики поперечного сечения:

F=18*132=2376 см² J=18*132²/12=3 449 952 см⁴

W=18*132²/6=52 272 см³ S=18 132²/12=39 204 cм³

Прочность поперечного сечения арки проверяем по формуле 20(1).

где.

кН см М=96,9 кНм — Наибольший положительный изгибающий момент.

где.

s= 3227 см длина дуги арки.

h=132 см высота арки.

(см. табл. 2,2(1)).

Для обеспечения устойчивости плоской формы деформирования арки, закрепляем на ней дощатый настил и ставим поперечные связи, прикрепляемые к верхним кромкам арок, через 300 см. Проверяем устойчивость полуарки с положительным моментом и раскрепленной сжатой кромкой по формуле 26(1).

где.

Устойчивость полуарки с отрицательным моментом и раскрепленной сжатой кромкой по формуле 26(1).

кН см е₀=0,5s=1613,5 смрасчетная длина в плоскости, перпендикулярной плоскости арки.

где:

— центральный угол определяющий участок.

m=9 число подкрепленных (с одинаковым шагом) точек растянутой кромки.

Прочность поперечного сечения арки по касательным напряжениям проверяем по формуле 14(1):

=, 014 КПа1,5Мпа.

где:

Верхнее кольцо многоугольное из прокатного швеллера № 40 (ГОСТ 8240−72^*).

Диаметр описанного круга из условия размещения опорных башмаков 5 м.

Проверяем верхнее сжатое кольцо на устойчивость по формуле 163(1):

где:

центральный угол сектора.

Расчет проводим для опорного узла как более нагруженного.

Расчетные усилия в опорном узле: нормальная сила N=158.04 кН; поперечная сила Q=21,6 кН;

Конструкцию узла принимаем следующей:

Рис. 3. Опорный узел

Опорную пластину для крепления плиточного шарнира принимаем размерами b_п=10 см, h_п=15 см. Напряжения смятия торца арки под пластиной:

Толщина пластины из условия работы ее как двухконсольной балки:

толщина пластины.

Принимаем .

Плиточный шарнир проверяем на изгиб и смятие.

Изгиб: М=Qa=21.6*3=64.8 кНсм. При b_h=8 см толщина шарнира.

Принимаем 2 см.

Смятие:

Плиточный шарнир привариваем к опорным пластинам, а последние к гнутым профилям, обрамляющим оголовок арки. Гнутый профиль размерами h_б=400 мм, b_б=200 мм, =12 мм; прикрепляют к арке болтами d=20 мм.