《拱式结构》PPT课件(I)

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1、建筑结构选型湖南城市学院2第四章拱式结构拱――以轴向受压为主的结构；材料：砼、砖、石等。3第四章拱式结构第一节拱的受力特点第二节拱脚水平推力的平衡第三节拱式结构的型式第四节拱式结构的选型与布置第五节拱式结构的工程实例4按结构支承方式分类：三铰拱、两铰拱和无铰拱。两铰拱和无铰拱是超静定结构，较为常用。结构型式：双铰拱(最常见，制作安装方便，较经济，温度应力低)三铰拱(应用不广，拱顶铰使结构复杂化)无铰拱(最经济，须设强支座，温度应力高)双铰拱三铰拱无铰拱拱的受力特点5支座反力以三铰拱为例：（1）在竖向

2、荷载作用下，拱脚支座内部将产生水平推力（2）（3）当结构跨度与荷载条件一定时，与矢高成反比拱的受力特点6拱是一种有推力的结构，它的主要内力是轴向压力。从下图可以看出，梁在荷载作用下，要向下挠曲；拱在荷载作用下，拱脚产生水平反力。它起着抵消荷载引起的弯曲作用，从而减少了拱杆的弯矩峰值。一般情况下，结构所受外力的传递路线越短，也就是外力越是能够直接传到基础，结构就越经济，如落地拱。拱与梁的受力分析a)简支梁受力特点b)拱的受力特点c)拱的传力路线示意拱的受力特点7由推算可知：（1）拱内的简支梁内的（2）

3、拱内的简支梁内的（3）拱内有，简支梁内没有轴力拱身截面的内力拱的受力特点8拱的合理轴线当＝0时，则竖向均布荷载作用下，为一抛物线，因此，合理拱轴线为一抛物线。当时，可用圆弧线代替抛物线。支座约束及荷载形式不同，其合理拱轴线将不同。如：对于受径向均布压力作用的无铰拱或三铰供，其合理拱轴线为圆弧线抛物线圆弧线拱的受力特点9拱与曲梁的区别拱优点：轴向受压为主缺点：支座水平推力较大曲梁当拱脚地基反力不能有效抵抗其水平推力时拱便成了梁。拱的受力特点10拱是有推力的结构，所以拱结构的支座应能可靠地承受水平推力，

4、才能保证它发挥拱的受力作用。拱脚推力的结构处理，是拱结构设计的中心问题。水平推力直接由拉杆承担拱脚水平推力由拉杆承担1、结构方案的布置拱脚的水平推力的平衡11拱脚水平推力由拉杆承担2、适用的拱：搁置在墙、柱上的屋盖结构；落地拱3、特点：水平拉杆所承受的拉力等于拱的推力；经济合理，安全可靠。缺点：室内有拉杆4、水平拉杆的用料：可采用型钢或圆钢；预应力混凝土拉杆水平推力直接由拉杆承担拱脚的水平推力的平衡12水平推力通过刚性水平结构传递给总拉杆拱脚水平推力由山墙内的拉杆承担（北京展览馆电影厅）1、结构布置

5、方案如图2、刚性水平构件：位于拱脚处的天沟板或副跨屋盖结构（看成是一根水平放置的深梁，水平刚度足够大）3、优点：立柱不承受拱的推力，柱内力较小；室内没有拉杆拱脚的水平推力的平衡13水平推力由竖向承重结构承担拱脚水平推力由斜柱墩承担（图b为西安秦俑博物馆展览厅，三铰拱拱脚支于从基础斜挑2.5m的钢筋混凝土斜柱上）拱脚水平推力由侧边框架承担（北京崇文门菜市场）拱脚的水平推力的平衡14拱脚水平推力由侧边框架承担（美国敦威尔综合大厅）拱脚水平推力由侧边框架承担（某体育馆）拱脚的水平推力的平衡15水平推力直接

6、作用在基础上落地拱（北京体育学院田径房）1、适用的拱：落地拱2、水平推力不太大或地质条件较好3、基础尺寸比较大，材料用料也较多。基础形式拱脚的水平推力的平衡16拱式结构型式按力学计算简图分类：无铰拱、两铰拱、三铰拱按应用材料分类：钢筋混凝土结构、钢结构、胶合木结构按拱身截面分类：格构式和实腹式；等截面和变截面拱结构的型式17实腹式：截面高度可取跨度的1/801/50；可以作成具有曲线形的外形，通常为焊接工字型截面。格构式：截面高度可取跨度的1/601/30格构式钢拱的型式钢结构拱18北京体育馆比

7、赛厅（56米跨度的拱钢屋架）西安秦俑博物馆展览厅（56米跨度的拱钢屋架）19大拱门（卓罗山通讯塔）：位于密西西比河畔圣路易斯市，高192米，呈倒U字形，使用886吨不锈钢建成。整个拱体就像一个三棱镜那样，是一个三面体，它的周边即使让２０个人合抱也抱不过来。拱体的外壳是用两层不锈钢板夹钢筋混凝土拼砌而成的，而拱体内部却是空心的，里面有电梯，可以乘坐它到达拱顶眺望。设计：沙里宁竣工时间：1965年10月202122德国某建筑入口处钢拱23钢筋混凝土拱24一般采用实腹式，拱身截面一般为矩形或工字形。也可做

8、成折板拱、波形拱或网状筒拱，成为梁板合一的结构。实腹式钢筋混凝土拱的型式钢筋混凝土拱25折板拱(湖南省游泳馆，跨度：47.6m，装配式折板拱)波形拱(无锡体育馆，跨度60m，钢丝网水泥双曲拱)返回26结构支承方式三铰拱：静定结构，构造复杂，目前较少采用两铰拱：超静定结构，受力合理、用料经济、制作和安装比较简单，对温度变化和地基变形的适应性较好，目前较为常用。无铰拱：超静定结构，受力最为合理，但对基础要求较高，当地基条件较差时，不宜采用。拱结构的选型与布置27拱的矢高1