Навчальна тема
Арки
Основи розрахунку статично визначуваних арок: тришарнірні системи, опорні реакції, розпір, внутрішні зусилля та раціональна вісь.
Арка — криволінійна стержнева система, у якій вертикальне навантаження зазвичай створює не лише вертикальні опорні реакції, а й горизонтальний розпір. Завдяки формі арки частина навантаження передається переважно поздовжньою силою, що може істотно зменшувати згинальні моменти порівняно з балкою того самого прольоту.
Статично визначувані арки
Класичним прикладом є тришарнірна арка: два шарніри розташовані на опорах, третій — у ключі або іншій точці осі. Внутрішній шарнір не передає згинального моменту, тому умова $M=0$ у ньому дає додаткове рівняння для визначення горизонтального розпору.
Внутрішні силові фактори
У перерізі арки визначають поздовжню силу $N$, поперечну силу $Q$ та згинальний момент $M$. На відміну від прямої балки, локальні осі перерізу змінюють напрям уздовж кривої, тому глобальні складові сил потрібно проектувати на дотичний і нормальний напрями.
Форма та робота арки
Згинальний момент залежить не лише від навантаження, а й від геометрії осі. Для певного навантаження можна підібрати раціональну, або фунікулярну, вісь, за якої згинальні моменти зникають або суттєво зменшуються, а система працює переважно на осьове стискання.
Про цю тему
Розділ охоплює статично визначувані аркові системи, насамперед тришарнірні арки: визначення реакцій і розпору, внутрішніх зусиль, вплив геометрії осі та поняття раціональної осі арки.