Арочные и сводчатые конструктивные системы

Основным элементом арочной конструктивной системы является арка – криволинейный брус, очерченный по окружности или параболе. Арка передаёт на опоры не только вертикальные, но и горизонтальные силы – распор. Распорные усилия в арочных системах воспринимают фундаменты или специальные устройства, называемые затяжками. Затяжки соединяют арочные опоры и обычно располагаются под уровнем пола. Материал арок работает преимущественно на сжатие и их изготавливают из железобетона, металла или дерева (рис. 5.11). Арками можно перекрывать пролёты 100 м и более.

Рис. 5.11. Арочная конструктивная система: 1 – арка; 2 – затяжка; 3 – фундамент; L – пролёт

Свод (рис. 5.12) отличается от арки большой шириной и вследствие этого является пространственной конструкцией, имеющей кривизну в одном направлении. Распорные усилия сводчатых конструкций воспринимают фундаменты, усиленные стены или опорные элементы сводов, в том числе с затяжками. В зависимости от конструктивного исполнения и формы своды бывают: а) гладкие цилиндрические, опирающиеся своими нижними краями на фундаменты или стены; б) цилиндрические ребристые, имеющие поперечные и продольные ребра с криволинейными плитами между ними; в) сомкнутые, образованные пересекающимися между собой цилиндрическими поверхностями, в том числе многогранный купол и зеркальный свод, включающий горизонтальную вставку; г) цилиндрические с распалубками; д) крестовые своды, образованные пересечением двух цилиндрических сводов и опирающиеся на четыре отдельно стоящие опоры.

Своды изготавливают из железобетона, бетона, камня (кирпича). Они позволяют перекрывать пролёты до 100 м и более.

Рис. 5.12. Основные формы сводов: а – гладкий свод и его опорные реакции; б – ребри-стый свод; в, г, д – сомкнутые своды; е – зеркальный свод; ж – цилиндрический свод с распалубками; и – крестовый свод