大跨度拱式结构

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1、第六页——扬州大学广陵学院中大跨期末论文拱式结构姓名：陈溶学号：090042104班级：建筑80901一、内容摘要：在竖向荷载作用下，拱脚支座内将产生水平推力；在竖向荷载作用下，拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所产生的在相应于顶铰C截面上的弯矩M0C除以拱的矢高f；当M0C一定时，拱脚水平推力与拱的矢高成反比。二、关键词：推力结构、拱脚水平推力1、Abstract:Undertheactionofverticalload,thearchofthefootsupportwillg

2、eneratehorizontalthrust;undertheactionofverticalload,horizontalthrustofthearchfootsizeequaltothesamespansimplysupportedbeaminthesameverticalloadsgeneratedbythecorrespondingtothetophingesectionontheCM0Cdividedbythearchofthevectorf;whenM0Ciscertain,archfo

3、othorizontalthrustandarchriseinverselyproportional.2、Keywords:Thruststructure、Archfoothorizontalthrust三、正文：1)拱式结构的简介：拱是一种古老而又现代的结构型式。拱主要承受轴向压力作用，这对于混凝土、砖、石等工程材料是十分适宜的，特别是在没有钢材的年代，它可以充分利用这些材料抗压强度高的特点，而避免了他们抗拉强度低的缺点。我国古代拱式结构的杰出例子就是河北省赵县的赵州桥，跨度37m，为石拱桥结构，至

4、今保存完好。为创造出建筑所要求的底层大空间,梁式、板式转换层及桁架转换层是目前高层建筑中实现垂直转换常用的结构形式[1,2],但随着跨度的增加,将造成施工困难并且影响空间使用。拱是桥梁工程经常使用的一种结构形式,有着很强的跨越能力,如果将拱结构合理地应用于房屋建筑工程上,可保证底层大跨度大空间的实现[3]。拱结构在单层建筑的应用已较为广泛[4,5]。2)拱式结构的受力特点：推力结构——截面主要承受压力，适用于石材和混凝土；拱脚处水平推力大，需要稳定的抗推支座。支承方式——三铰拱（静定）、两铰拱（一次超

5、静定）、无铰拱（三次超静定）。1、支座反力第六页——扬州大学广陵学院中大跨期末论文为说明问题，以三铰拱为例，与同跨度、同荷载的简支梁对比①　支座竖向反力——与简支梁相同②　支座水平推力——等于简支梁的跨中弯矩除以矢高（与拱的矢高成反比）由上可知，在竖向荷载作用下，拱脚支座内将产生水平推力；在竖向荷载作用下，拱脚水平推力的大小等于相同跨度简支梁在相同竖向荷载作用下所产生的在相应于顶铰C截面上的弯矩M0C除以拱的矢高f；当M0C一定时，拱脚水平推力与拱的矢高成反比。2、截面内力仍与同跨度、同荷载的简支梁比

6、较①　由于支座推力的作用，拱的截面弯矩小于简支梁的弯矩（4-10）②　由于支座推力的作用，拱的截面剪力小于简支梁的剪力（4-12）③　简支梁中没有轴力，拱的截面内存在较大的轴压力（4-13）3、拱的合理轴线理想情况：拱身内弯矩为零，仅承受轴力；对于三铰拱，令式（4-10）中拱身截面弯矩等于零，则有：第六页——扬州大学广陵学院中大跨期末论文合理拱轴线：拱轴线的竖向坐标yD与同跨度、同荷载的简支梁弯矩成比例。竖向均布荷载作用下——抛物线径向均布压力作用下——圆弧线第六页——扬州大学广陵学院中大跨期末论文1

7、)拱脚水平推力的平衡1、水平推力直接由拉杆承担方法：在拱脚处设置钢拉杆或预应力混凝土拉杆；优点：构造简便、节省材料；注意：室内设拉杆——影响空间布置；地下设拉杆——需加强防锈处理。为了避免拉杆在自重作用下严重下垂，通常设置吊杆以维持拉杆的水平位置，吊杆的数目可以根据不同的跨度，按下表选用拱的跨度（m）12~1516~2021~2526~30吊杆的数目23452、水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆方法：在拱脚处设置刚性水平构件（天沟板或屋面板），将拱推力传递给两端山墙内的端头拉杆；优点：室内无拉杆，有

8、利于空间布置；注意：间接传力，且需要确保传力构件的刚度。3、水平推力由竖向承重结构承担拱形结构的型式方法：在拱脚处设置斜柱墩或抗推框架；优点：充分利用竖向承重结构自身的抗推刚度；注意：对竖向承重结构要加强抗侧移设计。4、水平推力直接作用在基础上方法：采用抗推基础；优点：充分利用基础刚度和地基摩擦力；注意：针对落地拱，地质条件较好或拱脚水平推力较小时，水平推力可以直接作用在基础上。当地基较差且水平推力较大时，通常需要设置群桩基础以抗推。4）拱式结构的型式：