佳木斯大学建筑工程学院建筑结构选型课件第十五章 拱结构.ppt

李广军 建筑结构选型 静定三铰拱不会产生附加内力，但构造复杂，适用于地基特别软弱时，一般工程不大使用 两铰拱和无铰拱属于超静定结构，要考虑基础不均匀沉降和温度变化引起的附加内力的影响 两铰拱受力合理，用料经济，制作和安装简便，最常用 无铰拱受力最为合理，但对支座要求高，适用于地基条件好或支承可靠时，一般用于桥梁结构，很少用于房屋建筑 拱(Arch ) 拱(Arch ) 拱(Arch ) 菜园坝长江大桥 15.4.2 水平推力由竖向承重结构承担 15.4.2 水平推力由竖向承重结构承担 15.4.2 水平推力由竖向承重结构承担 15.4.3 水平推力直接由拉杆承担——拉杆拱 15.4 拱结构水平推力的平衡 带拉杆的双曲拱屋盖 15.4.3 水平推力直接由拉杆承担——拉杆拱 15.4.4 水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆 15.4 拱结构水平推力的平衡 15.5 拱的截面形式与主要尺寸 15.6 拱结构的选型与布置 二、拱的矢高 √ 三、拱的轴线方程 √ 四、拱身截面高度及形式 √ 五、拱的结构布置 六、拱结构的支撑系统 拱结构的选型需要考虑： 一、结构的支撑方式 一、结构的支撑方式 15.6 拱结构的选型与布置 五、拱的结构布置 15.6 拱结构的选型与布置 五、拱的结构布置 15.6 拱结构的选型与布置 六、拱结构的支撑系统 15.6 拱结构的选型与布置 15.7 拱结构的工程实例（略） 参见教材 15.8 拱结构内容拓展 澳大利亚 悉尼歌剧院 （拱壳结构） 澳大利亚：悉尼歌剧院（拱壳） * * 第15章 拱式结构 苏州：寒山寺旁的石拱桥——下津桥 石桥巨大自重引起的拱内压应力会像预应力一样抵消弯矩引起的拉应力，使拱可以承受一定的弯矩。 拱是杆轴线为曲线，且在竖向荷载作用下会产生水平推力（反力）的结构。由于推力的存在，拱截面的弯矩比同跨度、等荷载的梁的弯矩要小得多，并且主要承受压力。这时拱截面上的应力分布较均匀，因而更能发挥耐压材料（如砖、石、混凝土）的作用。另一些直杆结构虽有别于拱，但同样能在竖向荷载作用下产生水平推力，故称之为拱式结构，如三铰刚架、拱式桁架等。 第15章 拱式结构 第15章 拱式结构 15.1 拱结构的受力特点和适用范围 15.2 拱结构的类型 15.4 拱结构水平推力的平衡 15.7 拱结构实例（自学教材） 15.3 拱轴的型式与合理轴线 15.8 拱结构内容扩展 15.5 拱的截面形式与主要尺寸 15.6 拱的结构选型与布置 15.1 拱结构的受力特点和适用范围 拱结构的计算简图 工程中常用的拱有三铰拱、两铰拱和无铰拱，前者是静定结构，后两者是超静定结构。 一、支座反力 VA = V A ； VB = V B； HA = MC0/ f 三铰拱的反力与跨度、矢高（即三铰的位置）有关，其中： 竖向反力与其等代梁的反力相等; 水平反力与拱轴线形状无关. 荷载与跨度一定时，水平反力与矢高成反比. 15.1 拱结构的受力特点和适用范围 二、拱身截面的内力 15.1 拱结构的受力特点和适用范围 二、拱身截面的内力 15.1 拱结构的受力特点和适用范围 根据荷载情况合理选择拱轴线形状，使拱身主要承受轴力、尽量减少弯矩十分重要。 实际工程中，结构承受的荷载是多种多样的，只能根据主要荷载确定合理的拱轴曲线。 拱截面必须设计成有一定的抗弯能力。 15.1 拱结构的受力特点和适用范围 拱结构是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展，它为抗压性能好的材料提供了一种理想的结构型式。 如砖、石、混凝土、钢丝网水泥、钢筋混凝土、钢材、木材等。 拱结构的形式多种多样，有利于丰富建筑的外形。 拱结构适用跨度范围极广，不仅适合大跨度结构，如跨度达100m以上的桥梁，也适用于中小跨度的房屋建筑，广泛应用于各种宽敞的公共建筑物，如展览馆、体育馆、商场等。 回顾：拱结构特点 ① 拱是一种推力结构：在竖向荷载下产生水平推力； ② 拱是一种无矩结构：通过合理拱轴可使杆件无弯矩； ③ 拱可充分利用材料抗压强度，断面小、跨度大。 总结：拱结构适用范围 ① 大中小型房屋，桥梁、展览馆等公共建筑结构。 ② 纪念观赏性建筑。 ③ 与悬索结构组合使用可充分发挥二者的优势。 运河上的石拱桥 充分利用了石材抗压的特点，经济合理，造型美观。 联拱结构及其支柱 世界各主要桥型十大跨径桥梁排行榜 （ 拱 桥 ） 克罗地亚 1980 390 克尔克一桥 11 中国重庆 预计2007 420 菜园坝长江大桥 10 中国重庆 1997 420 万县长江大桥 9 中国广东 2006 428 新光桥 8 中国湖北 预计2008