结构力学拱结构
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1 结构力学多媒体课件一、拱式结构的特征 1、拱与曲梁的区别拱式结构:指的是杆轴线是曲线,且在竖向荷载作用下会产生水平反力(推力)的结构。
FABH A =0 FABH A =0 三铰拱F PF P曲梁H≠0H≠0是否产生水平推力,是拱与梁的基本区别。
拱结构的应用:主要用于屋架结构、桥梁结构。
拱结构的应用:主要用于屋架结构、桥梁结构。
拱桥 (无铰拱)超静定拱 世界上最古老的铸铁拱桥(英国科尔布鲁克代尔桥) 万县长江大桥:世界上跨度最大的混凝土拱桥 灞陵桥是一座古典纯木结构伸臂曲拱型廊桥, 号称“渭水长虹”、“渭水第一桥” 主跨:40 米 建成时间:三峡工程对外交通专用公路下牢溪大桥(上承式钢管混凝土拱桥,主跨:160米 ,建成时间:1997)2、拱的类型三铰拱两铰拱无铰拱拉杆拱静 定 拱超 静 定 拱3、拱的优缺点a、在拱结构中,由于水平推力的存在,其各截面的弯矩要比相应简支梁或曲梁小得多,因此它的截面就可做得小一些,能节省材料、减小自重、加大跨度b、在拱结构中,主要内力是轴压力,因此可以用抗拉性能比较差而抗压性能比较好的材料来做。
c、由于拱结构会对下部支撑结构产生水平的推力,因此它需要更坚固的基础或下部结构。
同时它的外形比较复杂,导致施工比较困难,模板费用也比较大4、拱的各部分名称lf 高跨比 BACf拱顶拱轴线拱高 f拱趾 起拱线跨度 l 平拱斜拱二、三铰拱的计算 1、支座反力的计算L 2L 1Lb 2a 2b 3a 3b 1a 1k y kx kCBAfF P1F P2F P3kCBAF P1F P2F P3B M =∑0Pi iYA YAFbF FL ==∑0A M =∑0Pi iYB YBF a F FL==∑取左半跨为隔离体:CM=∑()()01111212YA P P CH F L F L a F L a M F ff⨯----==F HF H1、支座反力的计算L 2L 1Lb 2a 2b 3a 3b 1a 1k y kx kCBA fF P1F P2F P3kCBAF P1F P2F P3在竖向荷载作用下,三铰拱的支座反力有如下特点: 1)支座反力与拱轴线形状无关,而与三个铰的位置有关。
拱式结构体系-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII拱式结构体系在本小节中我们要给大家介绍拱式结构体系的组成、优缺点及适用范围;拱式结构体系的合理布置原则及及受力特点。
在房屋建筑和桥梁工程中,拱是一种十分古老而现代仍在大量应用的结构型式。
它是以受轴向压力为主的结构,这对于混凝土、砖、石等材料是十分适宜的,特别是在没有钢材的年代,它可充分利用这些材料抗压强度高的特点,避免它们抗拉强度低的缺点。
而且能获得较好的经济和建筑效果。
因而很早以前,拱就得到了十分广泛的应用。
在我国,很早就成功地采用了拱式结构。
公元605~616年隋代人在河北赵县建造的单孔石拱桥一安济桥(又称赵州桥),横越交河,跨度37.37m。
它距今近1400年,虽经多次地震,而巍峨挺立,是驰名中外的工程技术与建筑艺术完美结合的杰作。
在古代的西方,建造了许多体型庞大、气魄雄伟的拱式建筑。
在建筑规模、空间组合、建筑技术与建筑艺术等方面都取得了辉煌的成就,并对欧洲与世界建筑产生巨大的影响。
古罗马最著名的穹顶(半圆拱)结构,当推公元前27~14年建造,后因焚毁并于公元120~123年重建的罗马万神庙(图1-29),其中央内殿为直径43.5m的半圆球形穹顶,穹顶净高距地面也是43.5m。
它是古罗马穹顶技术的最高代表作,也是世界建筑史上最早、最大的大跨结构。
图1-29罗马,万神庙a一剖面图; b一平面图; c一穹顶(半圆拱)结构近、现代的拱式结构应用范围很广,而且型式多种多样。
例如著名的澳大利亚悉尼歌剧院(图1-30,始建于1957年)是大家熟知的建筑,处于深入海中的半岛上。
建筑形象的基本元素一一拱壳,不但是主要的结构构件,而且是一个符号,一种象征,一个母题,它既象“白帆”、“浪花”,又象盛开的巨莲,使人产生丰富的联想。
图1-30 澳大利亚悉尼歌剧院一、拱结构的类型及其受力特点拱的类型很多,按结构组成和支承方式,拱可分为三铰拱、两铰拱、和无铰拱三种,如图1-31。