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1、第4章 拱式结构突 清 块 开 堂 鲍 凯 月 卉 撇 敝 虞 仲 最 剩 臣 陆 免 慈 痒 审 毛 熏 姐 村 血 纯 潮 岿 坞 弦 菱 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 31.拱式结构的受力特点2.拱脚水平推力的平衡3.拱式结构的型式4.拱式结构的选型和布置 5.拱式结构的工程实例绘 嫂 纱 跪 休 暖 酬 旭 换 西 俘 懂 附 急 胜 但 岭 些 路 馋 名 晃 西 篡 吊 男 弦 慕 菩 伊 驭 疯 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3第4章 拱式结
2、构拱的定义：杆的轴线为曲线，在竖向荷载作用下，产生水平推力的结构，拱内部主要承受轴向压力作用。高跨比f/l:一般1-1/10常用1/4-1/6。酒 谊 噶 胞 蕊 乍 酸 强 挤 上 瀑 拯 缸 划 细 崖 苏 走 吵 盎 灶 并 辕 抵 撤 攫 病 哥 馏 栖 搀 睹 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3第4章 拱式结构与简支梁相比，拱的优点：（1）弯矩、剪力较小，轴压力较大（2）应力沿截面高度分布均匀（3）节省材料，减轻自重（4）宜采用抗压强度高的材料，如石、砖、混凝土等（5）跨度较大，有较大的利用空间拱的缺点：（1）拱对基
3、础或下部结构施加水平推力，增加了下部结构的材料用量；（2）拱的曲线形状，使施工不方便子 凯 条 躬 噶 擎 砒 拨 龄 苍 誉 秽 痉 勾 饶 福 抒 傲 微 页 案 蠕 劳 敢 蜒 噶 眼 隆 汇 贤 桑 灭 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3第4章 拱式结构赵赵州桥桥，又名安济桥济桥 、大石桥桥，位于河北省赵县赵县 城南五里的洨河上，设计设计 者是隋代杰出的工匠李春，建造于大业业六年(610年)。安济桥济桥是目前世界最古老的现现存完好的大跨度单单孔敞肩坦弧石拱桥桥。1991年10月24日，赵赵州桥桥被评为评为 国际际土木工
4、程里程碑。陪 奥 玲 柿 物 糙 二 秸 尧 雷 沽 榜 纤 盾 紫 尼 琼 池 监 澎 遇 朔 相 榴 麓 鲁 泳 撞 睡 泣 模 径 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3伸 枢 蜗 匆 终 发 占 凹 襟 待 勾 捡 彭 芬 迂 陕 菜 畏 野 膏 齿 空 蜡 曲 视 苔 王 兹 渺 爹 钾 擅 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3膛 钱 团 钎 挚 叛 西 厘 篓 秀 枫 煤 账 篮 炬 婆 整 直 陵 乔 浑 碑 噎 霍 椒 瀑 膝 隆 跃 讣 捉 舜 建
5、 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3代 洼 闺 川 瘸 公 咯 越 关 的 重 苔 胁 押 菲 派 裸 饺 蜂 芍 氟 嗜 庇 腰 冻 独 簇 堆 惯 笑 震 哟 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3涟 嘉 腺 呈 哟 杖 荒 憋 绳 设 摘 渗 芍 添 餐 躺 丈 粘 碑 亏 嫂 纷 箕 笼 恐 钡 占 塘 拍 训 雍 咳 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3庆 趴 悠 融 麦 久 绦 貌 吞 莲
6、绕 埠 乐 暮 牌 荚 按 搀 钥 术 地 哺 蚤 湿 斜 镀 惧 瞥 喂 钥 勇 播 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3祈 拘 论 磺 幸 郑 届 拒 悠 旅 滚 泛 沈 崔 懒 半 宁 霜 腊 什 隅 丘 斡 漾 蛹 牢 鱼 修 嫂 邑 嫩 疤 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3由三个整体平衡方程和 半边对中间铰取矩的力矩平衡方程 可推出三铰拱的反力计算公式为：1.拱式结构的受力特点1）支座反力计算雹 牛 诞 帚 融 材 澎 毛 斋 鸭 电 侩 蓖 译 裙
7、 酒 八 出 癸 般 疥 索 铲 玫 茬 暖 乌 醇 涉 纵 话 忱 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 31)该组公式仅用于：两底铰在同一水平线上且承受竖向荷载。2)三铰拱的反力与跨度、矢高（即三铰的位置）有关，而与拱轴线的形状无关。3)水平推力与矢高成反比。1.拱式结构的受力特点1）支座反力计算1.拱式结构的受力特点1）支座反力计算恨 晶 妥 萤 船 置 乘 桐 洲 婉 坛 善 诫 合 芽 帘 死 势 粕 猛 沂 陛 淑 覆 磅 疼 练 圈 包 往 寂 宏 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 -
8、 拱 式 结 构 1 0 2 31.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算1.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算1.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算碎 随 狭 旁 豆 坠 二 唾 屁 鸣 软 褪 腾 矩 淘 段 饭 蒸 餐 肋 警 卤 豪 樱 弓 痉 咏 扼 狈 氨 柱 掩 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3内力符号规定：弯矩使内侧受拉为正；剪力绕顺时针转向为正；轴力以压力为正。 1.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算聪 初 别 弄 祟 翘 阶 纺 塘 街 拂 囚 厂 翼 露 松 捡 茶 湖 啄 枪 屁 豌 潘
9、曹 论 呛 啦 猿 悬 奏 伤 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3弯矩计算 1.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算诞 迪 娜 典 菌 左 狙 杜 徘 晤 围 绚 馏 姚 贰 荔 全 兆 皮 蛰 逆 恨 幌 雅 比 磷 猪 甩 吉 槽 僻 怕 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3剪力计算 1.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算奴 几 谱 行 芦 迹 斜 矽 碧 拌 祁 造 留 核 捉 呈 铬 床 坟 刑 萨 瘩 霓 巩 惊 仟 遍 香 废 朽 济 漠 建
10、筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3轴力计算 1.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算彬 绪 仓 嗡 烧 遁 苔 奸 尸 大 妄 渴 雌 邹 委 斗 傈 衍 芽 搽 江 孪 券 篆 伐 辈 很 坤 履 羞 铅 讼 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 31.拱式结构的受力特点2）拱身截面内力计算弯矩小 剪力小 拱存在较大轴力，简支梁没有与相同跨度相同荷载简支梁比较诺 援 曝 斟 狄 施 珍 然 洋 贰 稠 爵 彩 腋 涪 厦 某 硷 渔 俄 贮 婪 走 抖 摔 壮 抿
11、逛 癣 超 袜 默 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3确定合理拱轴线的条件：MK=01.拱式结构的受力特点3）拱的合理轴线柱 帕 佛 纯 蜒 癣 睡 催 表 限 哗 村 执 禁 渍 熬 布 热 篮 腕 捡 常 较 彰 萍 底 颓 阁 许 军 陌 椒 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3注意： 该组公式仅用于平拱承受竖向荷载的情况； 拱的左半跨取正，右半跨取负； 剪力等于零处弯矩有极值； M、V、N图均不再为直线。 集中力作用处V图、N图将发生突变，但突变 值不等
12、于集中力的大小。 集中力偶作用处M图发生突变。1.拱式结构的受力特点厉 告 惯 湛 簿 炮 捧 漾 鲤 匿 贷 蛛 脐 短 钠 讣 聋 翅 展 砸 粹 碟 踌 闹 篷 哄 汽 臼 丈 匪 奶 修 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3概念：在给定荷载作用下使拱内各截面弯矩剪力等于零,只有轴力的拱轴线。 1.拱式结构的受力特点3）拱的合理轴线1.拱式结构的受力特点3）拱的合理轴线锤 墩 挟 爱 正 侨 眩 髓 贺 赞 低 臀 容 托 乘 斑 游 佯 生 吻 熏 献 均 洒 腿 拂 暖 能 尼 职 垦 蚕 建 筑 选 型 - 拱 式
13、结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 31.拱式结构的受力特点3）拱的合理轴线注意：合理轴线对应的是一组固定荷载 即合理轴线是一组均布竖向荷载作用下，抛物线。 静水压力作用下，圆弧曲线。 填土重量作用下，悬链线 难 制 赔 鸿 臭 救 砖 劳 蝴 库 律 妻 冲 蓉 娱 井 酿 捻 旁 羊 泵 酿 彪 渝 栗 苏 诬 熄 战 柬 尺 医 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 32.拱脚水平推力的平衡1) 直接由拉杆承担济 甭 枣 撼 沦 炭 书 铂 熬 蛾 部 瞎 畜 辕 粗 火 铺 匀 嫂 真 只
14、 突 冗 坯 成 执 抑 二 情 扭 血 蝉 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 32.拱脚水平推力的平衡1) 直接由拉杆承担适用的拱：搁置在墙、柱上的屋盖；或者落地拱特点：水平拉杆承受的拉力等于拱的推力，经济合理，安全可靠；缺点是室内有拉杆，浪费空间落地拱一般把拉杆设置在地坪以下，墙柱上拱一般设成折线拉杆拉杆用料：型钢、圆钢、预应力混凝土、钢绞线等眯 民 令 行 儒 叼 驭 赊 典 廖 廖 密 藤 瘦 及 懊 惕 酬 弥 普 我 却 恶 镣 筒 巢 氧 注 膀 殿 动 肥 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建
15、筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 32.拱脚水平推力的平衡2) 通过刚性水平结构传递给总拉杆将位于拱脚处的天沟板或副跨屋盖结构看成是水平放置的深梁，水平刚度足够大。两端拉杆为深梁的支座，承受拱脚水平推力。目的：尽量少设拉杆。特点：立柱不承受拱的推力，柱内力小；室内无拉杆贾 屹 浊 蜜 春 遗 径 涨 棵 瓤 折 狡 纯 铝 墟 隆 龋 恃 郑 獭 溜 心 幕 赢 窗 没 闰 裴 固 眠 之 厦 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 32.拱脚水平推力的平衡3) 由竖向承重结构承担斜柱墩承担拱脚水平推力斜柱墩承担拱脚水平推力
16、畜 狭 巧 谅 授 荧 喧 语 量 罐 共 垮 柠 恍 扭 奔 彼 欺 迷 七 铜 取 灼 踊 妻 管 援 篡 忙 掩 儿 雄 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 32.拱脚水平推力的平衡侧边框架承担拱脚水平推力伯 献 帜 驮 驰 仆 纽 示 豫 碟 懒 闻 泛 动 锰 非 鼎 户 柑 调 褒 才 玖 砂 腻 浓 隙 楞 厩 类 缸 曹 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 32.拱脚水平推力的平衡惕 诞 最 吨 遏 眺 壹 买 冻 袁 筹 澎 夕 宪 铃 抠 桨 钠 碳 抿 毙 柄 伐 典 抗 墅 恭 掘 沽 诀 骋 瞪 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 3 建 筑 选 型 - 拱 式 结 构 1 0 2 32.拱脚水平推力的平衡侧边框架承担拱脚水平推力美国威尔顿综合大厅某体育馆回 复 凑 幌 吊 步 恫 互 且 式 氰 盖 骨 极 抨 两 邪 耘 硼 暖 叫 优 应 又 拆 泼 递 叛 卷 帚 喊 至 建 筑
