大跨度拱式結(jié)構(gòu)

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1、第六頁——揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院中大跨期末論文拱式結(jié)構(gòu)姓名：陳溶學(xué)號：090042104班級：建筑80901一、內(nèi)容摘要：在豎向荷載作用下，拱腳支座內(nèi)將產(chǎn)生水平推力；在豎向荷載作用下，拱腳水平推力的大小等于相同跨度簡支梁在相同豎向荷載作用下所產(chǎn)生的在相應(yīng)于頂鉸C截面上的彎矩M0C除以拱的矢高f；當(dāng)M0C一定時，拱腳水平推力與拱的矢高成反比。二、關(guān)鍵詞：推力結(jié)構(gòu)、拱腳水平推力1、Abstract:Undertheactionofverticalload,thearchofthefootsupportwillg

2、eneratehorizontalthrust;undertheactionofverticalload,horizontalthrustofthearchfootsizeequaltothesamespansimplysupportedbeaminthesameverticalloadsgeneratedbythecorrespondingtothetophingesectionontheCM0Cdividedbythearchofthevectorf;whenM0Ciscertain,archfo

3、othorizontalthrustandarchriseinverselyproportional.2、Keywords:Thruststructure、Archfoothorizontalthrust三、正文：1)拱式結(jié)構(gòu)的簡介：拱是一種古老而又現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)型式。拱主要承受軸向壓力作用，這對于混凝土、磚、石等工程材料是十分適宜的，特別是在沒有鋼材的年代，它可以充分利用這些材料抗壓強(qiáng)度高的特點(diǎn)，而避免了他們抗拉強(qiáng)度低的缺點(diǎn)。我國古代拱式結(jié)構(gòu)的杰出例子就是河北省趙縣的趙州橋，跨度37m，為石拱橋結(jié)構(gòu)，至

4、今保存完好。為創(chuàng)造出建筑所要求的底層大空間,梁式、板式轉(zhuǎn)換層及桁架轉(zhuǎn)換層是目前高層建筑中實(shí)現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)換常用的結(jié)構(gòu)形式[1,2],但隨著跨度的增加,將造成施工困難并且影響空間使用。拱是橋梁工程經(jīng)常使用的一種結(jié)構(gòu)形式,有著很強(qiáng)的跨越能力,如果將拱結(jié)構(gòu)合理地應(yīng)用于房屋建筑工程上,可保證底層大跨度大空間的實(shí)現(xiàn)[3]。拱結(jié)構(gòu)在單層建筑的應(yīng)用已較為廣泛[4,5]。2)拱式結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)：推力結(jié)構(gòu)——截面主要承受壓力，適用于石材和混凝土；拱腳處水平推力大，需要穩(wěn)定的抗推支座。支承方式——三鉸拱（靜定）、兩鉸拱（一次超

5、靜定）、無鉸拱（三次超靜定）。1、支座反力第六頁——揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院中大跨期末論文為說明問題，以三鉸拱為例，與同跨度、同荷載的簡支梁對比①　支座豎向反力——與簡支梁相同②　支座水平推力——等于簡支梁的跨中彎矩除以矢高（與拱的矢高成反比）由上可知，在豎向荷載作用下，拱腳支座內(nèi)將產(chǎn)生水平推力；在豎向荷載作用下，拱腳水平推力的大小等于相同跨度簡支梁在相同豎向荷載作用下所產(chǎn)生的在相應(yīng)于頂鉸C截面上的彎矩M0C除以拱的矢高f；當(dāng)M0C一定時，拱腳水平推力與拱的矢高成反比。2、截面內(nèi)力仍與同跨度、同荷載的簡支梁比

6、較①　由于支座推力的作用，拱的截面彎矩小于簡支梁的彎矩（4-10）②　由于支座推力的作用，拱的截面剪力小于簡支梁的剪力（4-12）③　簡支梁中沒有軸力，拱的截面內(nèi)存在較大的軸壓力（4-13）3、拱的合理軸線理想情況：拱身內(nèi)彎矩為零，僅承受軸力；對于三鉸拱，令式（4-10）中拱身截面彎矩等于零，則有：第六頁——揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院中大跨期末論文合理拱軸線：拱軸線的豎向坐標(biāo)yD與同跨度、同荷載的簡支梁彎矩成比例。豎向均布荷載作用下——拋物線徑向均布壓力作用下——圓弧線第六頁——揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院中大跨期末論文1

7、)拱腳水平推力的平衡1、水平推力直接由拉桿承擔(dān)方法：在拱腳處設(shè)置鋼拉桿或預(yù)應(yīng)力混凝土拉桿；優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡便、節(jié)省材料；注意：室內(nèi)設(shè)拉桿——影響空間布置；地下設(shè)拉桿——需加強(qiáng)防銹處理。為了避免拉桿在自重作用下嚴(yán)重下垂，通常設(shè)置吊桿以維持拉桿的水平位置，吊桿的數(shù)目可以根據(jù)不同的跨度，按下表選用拱的跨度（m）12~1516~2021~2526~30吊桿的數(shù)目23452、水平推力通過剛性水平結(jié)構(gòu)傳遞給總拉桿方法：在拱腳處設(shè)置剛性水平構(gòu)件（天溝板或屋面板），將拱推力傳遞給兩端山墻內(nèi)的端頭拉桿；優(yōu)點(diǎn)：室內(nèi)無拉桿，有

8、利于空間布置；注意：間接傳力，且需要確保傳力構(gòu)件的剛度。3、水平推力由豎向承重結(jié)構(gòu)承擔(dān)拱形結(jié)構(gòu)的型式方法：在拱腳處設(shè)置斜柱墩或抗推框架；優(yōu)點(diǎn)：充分利用豎向承重結(jié)構(gòu)自身的抗推剛度；注意：對豎向承重結(jié)構(gòu)要加強(qiáng)抗側(cè)移設(shè)計(jì)。4、水平推力直接作用在基礎(chǔ)上方法：采用抗推基礎(chǔ)；優(yōu)點(diǎn)：充分利用基礎(chǔ)剛度和地基摩擦力；注意：針對落地拱，地質(zhì)條件較好或拱腳水平推力較小時，水平推力可以直接作用在基礎(chǔ)上。當(dāng)?shù)鼗^差且水平推力較大時，通常需要設(shè)置群樁基礎(chǔ)以抗推。4）拱式結(jié)構(gòu)的型式：