Арка – конструкция криволинейного (дугообразного) очертания. Особенность работы арки - возникновение распора, т.е. горизонтального давления на опоры даже при действии только вертикальных нагрузок, в то время как сами арки преимущественно испытывают сжатие.
Они применяются в покрытиях производственных промышленных, сельскохозяйственных и общественных зданий, имеющих пролеты 12...80 м.
Арки могут перекрывать большие пролеты между двумя опорами (фундаментами, пилонами, колоннами), они более экономичны по сравнению с балками.
По статической схеме работы бывают:
- двух-шарнирные (имеющие только два опорных шарнира),
- трехшарнирные арки (имеющие два опорных и один коньковый или иногда так называемый ключевой шарнир),
- арки с затяжкой.
Трехшарнирные арки являются статически определимыми, они меньше всего чувствительны к вертикальным осадкам, но чувствительны к горизонтальным смещениям опор. Бесшарнирные арки самые легкие, но в них всякое смещение опор вызывает значительные дополнительные усилия.
Если передача распора на фундаменты нежелательна, , то в арках устраивают затяжки, воспринимающие распор. Затяжки могут устраиваться на уровне пола, а также на некоторой высоте. Арки с затяжками используют в качестве стропильных конструкций.
Арки с затяжками опираются на стены, а без затяжек – на фундамент.
По особенностям опирания на опоры делятся на две группы:
- без затяжек
- с затяжками, или с нижними поясами.
По форме осей арки выполняются следующие типы:
- сегментные — имеют верхние пояса, оси которых располагаются на общей части окружности;
- стрельчатые, состоящие из двух полуарок, оси которых располагаются на двух одинаковых частях окружности, стыкующихся под углом в коньковом шарнире;
- треугольные, состоящие из двух одинаковых прямых полуарок, смыкающихся в коньковом шарнире под углом.
Треугольные арки называются иногда также треугольными распорными системами, а когда имеют затяжки — безраскосными треугольными фермами.
Возможны также арки, состоящие из полуарок с ломаными осями.
Трехшарнирные арки являются наиболее распространенными. Они статически определимы, и усилия в их сечениях не зависят от осадок опор и деформаций затяжек. Наличие конькового шарнира позволяет предусматривать в нем монтажный стык и перевозить арки к месту установки в виде транспортабельных полуарок.
Двухшарнирные арки применяются реже. Усилия в их сечениях зависят от осадок опор, деформаций затяжек и они не могут делится простыми шарнирными узлами на более транспортабельные элементы.
Арки без затяжек опираются на фундаменты или соседние конструкции и являются наиболее простыми. Однако их опоры должны рассчитываться не только на вертикальные, но и на горизонтальные (распор) опорные давления. Арки с затяжками несколько сложнее предыдущих по конструкции, но их опоры рассчитываются только на вертикальные опорные давления