结构选型--拱结构.ppt

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1、建筑结构选型---拱结构拱是一个十分古老而现代仍在大量应用的一种结构形式。它主要是受轴向力为主的结构，这对于混凝土、砖、石等抗压强度较高的材料十分适宜的，可充分利用这些材料抗压强度高的特点，因而很早以前，拱就得到了十分广泛的应用。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。拱结构的受力特点和适用范围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。按材料：砖石砌体拱结构、钢筋混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木拱结构等；按组成和支承方式：无铰拱、两铰供和三铰拱，无拉杆拱和有拉杆拱；按拱轴形式：半圆

2、拱和抛物线拱；按拱身截面：实腹式和格构式、等截面和变截面等。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。（1）拱身主要承受轴力，当跨度较大（如超过80~100m）时，较梁式结构和框架式结构更经济。（2）形式有两铰拱、三铰拱和无铰拱。使用最多的是双铰拱，优点是安装和制造较简单，铰处可自由转动，温度应力也较低。无铰拱跨中弯矩分布最有利，但需要较强的基础，温度应力也较大。（3）拱的水平推力较大，对支座的要求较高。为减轻水平推力，可设置水平拉杆或采用橡胶支座。在加盖的体育场、展览馆以及飞机库里，拱

3、的支座常常是房屋的墙体、看台等。没有横墙或看台的情况下则要求设置拱扶壁以承受拱的水平推力。（4）拱截面分实腹式和桁架式两种，一般为等截面。拱身所受弯矩较小，因而截面高度不大，实腹式可取l/50~l/80，桁架式可取l/30~l/60。拱截面可采用H型钢、双角钢、T型钢、槽钢、圆钢管和方钢管等。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。赵州桥该桥始建于隋朝开皇十五年,距今已有1400多年。赵州桥制作精良，结构独特，造型匀称优美.赵州桥，桥为敞间圆弧石拱，拱券并

4、列28道，净跨37.02m，矢高7.23m，上狭下宽总宽9m。主拱券等厚1.03m，主拱券上有护拱石。在主拱券上两侧，各开两个净跨分别为3.8m和2.85m的小拱，以宣泄洪水，减轻自重。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）桥型序号桥名主跨跨径建成时间所在地拱桥1朝天门长江大桥552预计2008年中国重庆2卢浦大桥5502003中国上海3新河桥518.21977美国4贝尔桥5041931美国5悉尼港大桥5031932澳大利亚6巫山长江大桥4602005中国重庆7支井河大桥430预计2008中国湖北8新光桥4282006中国广东9万县长江大桥4201997中国重庆10菜园坝长

5、江大桥420预计2007中国重庆11克尔克一桥3901980克罗地亚敞肩式石拱桥（落地拱）钢拱桥水平推力直接作用在基础上——落地拱水利工程中的拱坝:这种方案基础尺寸一般都很大，材料用量较多。为了更有效地抵抗水平推力，防止基础滑移，基础底部常做成斜面形状。适用：水平推力不太大或地质条件较好。水平推力由竖向承重结构承担菜园坝长江大桥水平推力直接由拉杆承担——拉杆拱澳大利亚悉尼歌剧院（拱壳结构）浙江义乌丹溪大桥浙江义乌丹溪大桥主桥为钢管混凝土拱桥，主跨88m，主拱之间没有横撑，采用斜靠拱抵抗侧向水平力。外观优美，不存在诸如普通钢管拱中横撑影响结构外形的缺陷，其视野非常开阔。桥面钢主梁采用顶推/牵引

6、法施工，横梁、拱圈采用带悬臂的龙门吊吊装施工。在浙江义乌丹溪大桥施工中，施工单位依靠科学施工，创造的无推力斜靠式系杆拱桥综合施工技术成果。北京崇文门菜市场位于北京市崇文区崇文门外大街1号。菜市场采用拱结构，中间为32m×36m营业大厅，屋顶采用两铰拱结构，上铺加气混凝土板。大厅两侧为小营业厅、仓库及其他用房，采用框架结构。水平推力和垂直压力由两侧的框架承受。拱为装配整体式钢筋混凝土结构。北京崇文门菜市场为了施工方便，拱轴采用圆弧形，圆弧半径为34m，选择不同的矢高会有不同的建筑外形，同时也影响结构的受力。当圆弧半径34m、矢高4m时，搞垮比小，这是由建筑外形要求决定的。矢高小，拱的推力大，框

7、架的内力也相应增大，拱的材料用量增加。当矢高改为6.4m时，相应的拱轴半径为23.2m，此时拱脚水平推力可减少60%左右，但建筑外形不太好，屋面根部坡度也大，对油毡防水不利。上海卢浦大桥堪称世界第一拱桥，工程创造了10项世界记录，2003年6月28日建成通车。全钢结构，被誉为“世界第一拱”。上海卢浦大桥大桥全长3900m，其中主桥长750m，主桥设计6车道，设计航道净空为46m，通航净宽为340m。上海卢浦大