结构力学第三章拱结构

结构力学中的拱名词解释在结构力学领域中，拱是一种重要的结构形式，它以其稳定性和承重能力而被广泛应用于桥梁、建筑和其他工程项目中。

拱的特点是能够将外部荷载通过自身的变形和内部应力分配到支承点上，从而实现稳定的结构。

本文将解释拱的相关名词，以帮助读者更好地理解这一结构形式。

1. 拱拱是一种建筑结构，由曲线、曲面或曲线曲面组成。

它的特点是在自重和外部荷载的作用下，通过抗弯和抗剪作用来分散荷载，并将其沿整个结构传递到支承点上。

2. 支承点支承点是拱的固定点，也是承受荷载的点。

在拱中，通常有两个支承点，它们分别位于拱的两端。

支承点的固定性决定了拱的整体稳定性。

3. 上矢量上矢量是指拱顶上沿支承点连接的两个力的合力。

上矢量的方向垂直于拱轴线，并指向拱的内部。

它的作用是承接来自拱顶的载荷，并将其传递到支承点上。

4. 下矢量下矢量是指拱脚处支承点连接的两个力的合力。

下矢量的方向也垂直于拱轴线，但指向拱的外部。

它的作用是承接来自支承点的反力，并将其传递到拱腹上。

5. 拱腹拱腹是指拱的内部曲线或曲面，即拱顶与拱脚之间的区域。

拱腹在受力时会发生弯曲和剪切变形，通过这些变形，拱能够分散和传递荷载。

6. 拱顶拱顶是指拱的最高点，也是承受最大荷载的位置。

由于外部荷载的作用，拱顶会产生压力，这种压力被拱腹吸收并分散到支承点上。

7. 拱脚拱脚是指拱的两个支承点，也是拱的最低点。

由于支承点的固定性，拱脚会受到来自拱顶和外部荷载的反力。

8. 拱轴线拱轴线是指连接拱的顶点和脚点的线。

拱轴线决定了拱的整体形状和位置，同时也决定了拱受力的方式。

9. 变形拱在受力时会发生变形，包括弯曲、拉伸和压缩等。

变形是拱适应外界荷载的一种方式，通过变形，拱能够平衡内外荷载的不平衡。

10. 应力拱在受力时会产生内部应力，应力是指单位面积上的力的大小。

应力可以是拉应力、压应力或剪应力，这些应力分布在拱的各个部位上，以承受来自外界荷载的作用。

通过对拱中相关名词的解释，我们可以更好地理解拱的特点和受力原理。

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。

建筑结构力学分析框架悬挑与拱形结构分析建筑结构力学是研究建筑物承受和传递荷载的学科，它在建筑设计和结构安全评估中起着至关重要的作用。

在建筑结构力学中，悬挑和拱形结构是两个重要的分析对象。

本文将从理论和实践两个方面对这两种结构进行分析和研究。

一、悬挑结构分析悬挑结构是指一个端点悬空的构件，常见于桥梁、楼板等建筑元素中。

悬挑结构的分析需要考虑力学平衡和变形两个方面。

1.1 力学平衡悬挑结构在不倒塌的情况下需要满足力学平衡的条件。

通常需要考虑悬挑结构的自重、外部荷载（如人的重量、车辆的荷载等）以及温度变化引起的热膨胀等因素。

通过计算各个力的合力和合力矩，可以确定悬挑结构的力学平衡状态。

1.2 变形分析悬挑结构在受力作用下会发生变形，特别是由于自重和外部荷载引起的挠度。

为了保证悬挑结构的稳定和安全，需要对其变形进行分析。

一种常用的方法是通过有限元分析来计算悬挑结构的变形情况，从而评估其变形对结构的影响。

二、拱形结构分析拱形结构是指由拱形构件构成的结构，它常见于桥梁、穹顶等建筑物中。

拱形结构的分析需要考虑结构的力学性能和稳定性。

2.1 力学性能拱形结构的力学性能主要体现在其承载能力和刚度上。

为了评估拱形结构的承载能力，可以通过有限元分析或荷载试验等方法来确定结构的内力分布和受力状态。

拱形结构的刚度可以通过计算结构的刚度矩阵和弹性变形来确定。

2.2 稳定性分析拱形结构在受力作用下有可能发生稳定性失效，例如挠度过大、产生变形破坏和弯曲破坏等。

为了保证拱形结构的稳定性，需要进行稳定性分析。

一种常用的方法是通过计算结构的临界荷载来判断其稳定性，临界荷载即结构发生失稳的最大荷载。

三、案例分析为了进一步说明悬挑与拱形结构分析的应用，下面将以某桥梁为例进行具体分析。

3.1 悬挑结构分析案例某桥梁的桥面采用了悬挑结构设计，为了保证桥梁的安全运行，需要进行悬挑结构的分析。

通过对桥梁自重、交通荷载和风荷载等进行计算和模拟，可以评估桥梁的力学平衡和变形情况，从而确定桥梁的结构稳定性。