Как вычислить площадь арки. Расчет металлической арки

И ширину проема, а также определите высоту подъема арки. Как правило, высота – это 10% ширины вашего дверного или межкомнатного проема.

Возьмите лист фанеры или гипсокартона, начертите линию, равную ширине проема, которую условно назовем А и В. Отметьте на отрезке АВ середину, это будет точка L. Проведите через точку посередине перпендикуляр. Этот перпендикуляр будет совпадать с вашей центральной осью проема (точка С).

Соедините точки А и С и разделите полученный отрезок АС пополам, получив точку D. Проведите через точку D еще один перпендикуляр до пересечения его с осью проема. Поставьте там точку Е.

Проведите дугу радиусом ЕА. Проведите между АВ и полуокружностью линию ровно посередине, назвав ее Н. Чертеж готов.

Радиус окружности арки найдите по школьной формуле: R = (L² +H²) / 2H. Вычислив радиус арки и зная высоту ее подъема (ширину доски), перейдите к вычислению максимально возможной длины детали, которая должна будет вырезаться вами из ширины доски. Производите вычисления по следующей формуле: L= √2RH - H²̚

Следует знать, что для изготовления вашей арки детали должны быть немного больше, чем полученные при вычислении, так как их придется между собой стыковать, накладывая друг на друга. Прежде чем вырезать непосредственно арочную конструкцию, имеет смысл сделать шаблон и примерить его, так вы избежите ошибок и получите готовую выкройку для раскроя вашего материала - дерева или гипсокартона.

Существует и упрощенный вариант расчета. Отметьте над дверью высоту арки и прибавьте к отметке еще 5-7 см. Вы получите высоту арочного проема. Если полученная высота больше высоты двери, то придется долбить. А вот строить саму схему арки так, чтобы все углы и окружности были равны придется все же с помощью формул.

Чтобы сделать арки в квартире , вам не обязательно быть специалистом в сфере выполнения отделочных работ. Достаточно иметь под рукой нужный инструмент и материал.

Вам понадобится

• Гипсокартон, обводной профиль, широкий профиль (60 мм), уровень, игольчатый валик.

Инструкция

Перед тем, как приступить к сборке конструкции под арку, вы можете положить гипсокартон в ванну , наполненную водой. Для этого отрежьте полосу ГКЛ нужной ширины и поделите ее на две части (они будут представлять собой свод будущей арки ). После того, как полосы гипсокартона будут помещены в теплую воду, можно перейти к сборке каркаса будущей конструкции (за время сборки полосы успеют отмокнуть должным образом).

Изначально закрепите в проеме металлические профиля в идеально вертикальном положении, используя уровень для точности установки. После того, как вертикальные профиля будут установлены, отметьте на них место, где будет начинаться изгиб для оформления арки . Чтобы отметки были в одинаковом положении на обоих профилях, используйте уровень. После того, как вы определили начало изгиба, найдите его вершину и закрепите на ее уровне поперечный профиль.

Чтобы обеспечить для изгиба надежный каркас, вам понадобится обводной профиль. С помощью ножниц по металлу сделайте на профиле надрезы через каждые два сантиметра. Благодаря этому, вы сможете придать ему правильный изгиб. Закрепите выгнутые профиля на каркасе, используя подходящие шурупы. Теперь можно перейти к креплению гипсокартона на каркас.

Отрежьте от листа ГКЛ полосы, толщина которых будет закрывать конструкцию каркаса. Длина каждой полосы должна быть от пола до места изгиба конструкции. Прикрепите гипсокартон к профилям с помощью шурупов. Достаньте из воды вымоченный гипсокартон и, прокатав его игольчатым валиком, прикрепите к конструкции. Расстояние между шурупами на изгибе должно составлять 3-5 сантиметров.

Дайте гипсокартону полностью высохнуть. Как только материал высохнет, зашпаклюйте конструкцию и по факту высыхания шпатлевки, обработайте всю поверхность шкуркой, после чего загрунтуйте ее. После того, как грунтовка подсохнет, вы можете выполнить облицовку арки любым отделочным материалом.

Видео по теме

Источники:

• как сделать самому арку в квартире в 2017

Сооружение арки у себя дома – это отличный способ преобразить интерьер комнаты, не прибегая к капитальному ремонту. Причудливые изгибы и формы, сочетающиеся с декоративностью отделки, привлекут к себе внимание. Подходящим материалом для изготовления арки станет гипсокартон – сравнительно недорогой, надежный и экологичный материал. Если разобраться в конструкции арки и особенностях ее монтажа, вы сможете ее сделать, не прилагая титанических усилий.

Вам понадобится

• - Листы гипсокартона;
• - Ватман;
• - Алюминиевый профиль;
• - Шпатлевка;
• - Шурупы с дюбелями;
• - Дрель или перфоратор;
• - Молоток;
• - Рулетка;
• - Строительный нож;
• - Шпатель;
• - Шкурка;
• - Пилка по гипсу;
• - Карандаш.

Инструкция

В дверной проем вставьте прямые горизонтальные и вертикальные направляющие, выполненные из металлического профиля, затем при помощи шурупов с дюбелями закрепите их с шагом около 15 см. Далее возьмите гипсокартоновый лист и из него вырежьте четыре прямоугольных треугольника одинаковых размеров. Катеты должны быть чуть длинней, чем радиус закругления арки.

Рисунок 290.3 . Принятая расчетная схема арочной фермы.

то на подобный расчет уйдет минимум времени, если принять стрелу арки равной f = 1.3 м и если для дополнительного упрощения расчета и для обеспечения еще большей прочности арки, рассматривать снеговую нагрузку, как равномерно распределенную по всей длине арки. А еще нагрузку от сотового поликарбоната и балок обрешетки также можно условно рассматривать как равномерно распределенную.

Сосредоточенная нагрузка от собственного веса фермы, сотового поликарбоната и балок обрешетки у нас составляла Q = 19.72 кг (кроме крайних узлов, где нагрузка в 2 раза меньше). При пролете арки 6 м и 13 приложенных сосредоточенных нагрузок примем для расчета значение равномерно распределенной нагрузки от общего веса конструкции настила

q к = 19.72·6·1·1.2/12 = 11.8 кг/м

т = QS отс /bI

где S отс = ∑у i F i - статический момент отсекаемой на рассчитываемой высоте части сечения, I - момент инерции сечения, b - ширина сечения на рассчитываемой высоте сечения.

Как видим, в уравнении (278.4) слишком много неизвестных и для решения такого уравнения проще использовать метод аппроксимации, проще говоря, подобрать требуемое сечение, исходя из имеющихся данных сортамента. Например, при расчете балок обрешетки для сотового поликарбоната мы подобрали квадратную профильную трубу сечением 30х30х3.5 мм. Для такой трубы площадь поперечного сечения F = 3.5 см 2 , момент сопротивления W = 2.65 см 3 , момент инерции I = 3.98 см 4 . Так как максимальные касательные напряжения будут на высоте, равной половине высоты сечения, то для такой трубы статический момент полусечения будет равен приблизительно

S отс = 3·0.35(1.5 - 0.35/2) + 2(1.5 - 0.35)0.35(1.5 - 0.35)/2 = 1.854 см 3

Тогда для сечения в точке А

σ пр = ((914.82/3.5) 2 + 4(919.1·1.854/((0.35 + 0.35)3.98) 2)0.5 = 1250.96 < 2350 кг/см 2

Для сечения в точке D

проверки на прочность не достаточно, арочную балку в этом сечении следует дополнительно проверить на

Согласитесь, очень элегантно в интерьере или в оформлении территории участка смотрятся арочные конструкции. Их широко применяют при кладке печей и каминов, уличных комплексов барбекю, при оформлении проходов между комнатами, при строительстве заборов, беседок и других сооружений. Но качественно выложить арку – задача весьма непростая, требующая немалой сноровки и обязательной выверки каждого производимого действия.

Чтобы арка не получилась непрочной или перекошенной, необходимо строго контролировать ее размерные параметры. Определиться с некоторыми из них – проблем особых нет: например, ширина проема легко промеряется или задается заранее, высоту свода обычно выбирают, исходя из дизайнерской задумки или доступности свободного места. Но как точно определить радиус той дуги, что будет задавать нижний свод арки? Нет никаких проблем, если арка полуциркульная, то есть составляет ровно половину окружности – ее радиус в этом случае равен половине ширины проема. А как быть с лучковой?

Предлагаем не искать геометрические формулы в интернете, а применить размещенный в данной публикации калькулятор расчета радиуса лучковой арки. Несколько пояснений будут даны ниже.

Иногда возникает задача построить арочное перекрытие, сделать куполообразную кровлю или «горбатый» мостик над водоемом. При этом строителю, как правило известно всего две величины - ширина пролета, которую надо перекрыть аркой и высота подъема арки, т.е. максимальное расстояние от воображаемой горизонтальной линией между точками, на которые опирается арка до наивысшей точки арки.

Если арка имеет малый размер, то обычно для ее изготовления используют большие листы строительного материала - фанеры, гипсокартона, OSB-плит. Их максимальная длина составляет примерно 250 см, а ширина 120. Поэтому арку просто вычерчивают на листе материала и выпиливают как минимум 2 детали несущих балок. Затем их обшивают гибким листовым материалом и арка по сути готова. Недостатки такого способа изготовления арок следующие: очень высокий процент материала идет в отходы; арка, как правило декоративная и не может нести нагрузку.

Задача строительства арочных перекрытий значительно усложняется, если требуется построить арку над большим пролетом (несколько метров) или сделать арку, способную нести серьезную нагрузку. Материалов, с размерами позволяющими изготовить подобную арку сразу, как правило нет. И ее приходится делать наборной, из нескольких деталей. И основная задача при этом - это расчет и разметка деталей для арки. Строителю, как упоминалось выше, известны только три величины - размер пролета, который надо перекрыть аркой, высота ее подъема и ширина материала (как правило –доски), из которой будет строится арка. Задача - рассчитать и разметить детали арки, ну и соответственно - сделать арку.

Расчет начнем с вычисления радиуса окружности арки. Хотя, вообще говоря, арка не обязательно представляет собой дугу окружности. Они может состоят и из двух дуг, например, как в готических арках. И не обязательно может быть симметричной. Просто в этом случае придется рассчитывать каждую дугу отдельно.

Нарисуем дугу арки:

R - радиус окружности арки, L - половина хорды дуги (хорда равна длине пролета арки), H – высота подъема арки.

Поскольку арку нам придется делать из отдельных элементов, скорее всего доски какой то ширины, рассчитаем деталь, которую можно получить из этой доски. Для этого придется решить обратную задачу.

Зная (уже) радиус закругления арки и высоту ее подъема (в данном случае это ширина доски), вычислим максимально возможную длину детали, которую можно вырезать из доски этой ширины. Из предыдущих формул мы знаем некоторые соотношения, поэтому можем сразу написать:

Для изготовления арки нам потребуется деталей несколько больше, так как их придется стыковать между собой. В зависимости от назначения арки, способ стыковки может быть самым различным. От накладных деталей по «щекам» арки, до сдваивания двух арок, но со сдвигом на полдетали. Или использовать технологию, аналогичную изготовлению балки Деревягина, скрепляя детали арки брусом на нагелях.

Не обязательно детали делать максимально длинными. Можно специально укоротить детали, что бы они стыковались торцами с достаточно большой поверхностью (как это сделано в деревянных колесах, например).

При расчете деталей следует разумеется учитывать, какая сторона арки (по отношению к ее деталям) нас интересует, внешняя или внутренняя. Т.е будут ли несущие детали арки находиться ниже самой арки (например при устройстве куполообразной кровли), или выше (при устройстве арочного свода). Иногда требуется и двухсторонняя арка. В двух последних случаях расчет ведется по наименьшему (внутреннему) радиусу закругления. А в деталях либо оставляют необходимую толщину (на прочность), или изготавливают детали со двумя полудугами (т.е как бы сдвигают разметку на полдуги).

Арки, которые будут в процессе эксплуатации испытывать серьезную нагрузку, обычно усиливают с помощью различных балок и затяжек между узлами арки. Тем самым строится мощная несущая ферма, способная выдержать очень большую нагрузку.

Строительство различных сооружений, содержащих арочные элементы – это своего рода «высший пилотаж» и требует серьезного подхода, расчета и тщательности в изготовлении арок. Поэтому арки с большим пролетом самодеятельными строителями строятся редко, ввиду трудоемкости их изготовления.