建筑結(jié)構(gòu)之拱課件

如果你你問磚磚想變變成什什么樣樣子，，它一一定回回答：：拱。。如果你你告訴訴磚，，拱很很貴，，可以以用混混凝土土代替替嗎，，磚一一定回回答，，它還還是喜喜歡拱拱?！芬姿顾?康埃克塞塞特學(xué)學(xué)院新新圖書書館第七章章拱拱結(jié)結(jié)構(gòu)第一節(jié)節(jié)認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)拱結(jié)結(jié)構(gòu)第二節(jié)節(jié)演演變變中的的拱結(jié)結(jié)構(gòu)第三節(jié)節(jié)拱拱結(jié)結(jié)構(gòu)典典型案案例補(bǔ)充：：天然拱拱欣賞賞復(fù)習(xí)一、拱拱結(jié)構(gòu)構(gòu)的受受力特特點(diǎn)1、拱結(jié)結(jié)構(gòu)的的內(nèi)力力①拱結(jié)結(jié)構(gòu)為為抗壓性性能好好的材材料提供了了一種種理想想的結(jié)結(jié)構(gòu)型型式。。②簡(jiǎn)支支梁的的彎矩矩曲線線為二二次拋拋物線線，得得到二次拋拋物線線的理理想拱拱曲線線，將不產(chǎn)生生彎矩矩，只受壓壓力作作用。第一節(jié)節(jié)認(rèn)認(rèn)識(shí)識(shí)拱結(jié)結(jié)構(gòu)③實(shí)際際中的的拱，，由于于場(chǎng)地地的限限制、、建筑筑整體體的限限制等等原因因，不能做做成理理想的的二次次拋物物線形形狀，因此此拱內(nèi)會(huì)會(huì)存在在一定定的彎彎矩與與剪力力。一、拱拱結(jié)構(gòu)構(gòu)的受受力特特點(diǎn)2、拱結(jié)構(gòu)支支座處的水水平推力①拱結(jié)構(gòu)的一個(gè)顯著著特點(diǎn)是產(chǎn)生水平力力，而且與跨跨度有關(guān)，，跨度越大大，其水平平力越大。。因此，一一般拱結(jié)構(gòu)構(gòu)的難點(diǎn)都都在于水平推力的的處理。②半圓拱在支座處的的水平推力力為零，又又稱“無推力拱”。但由于于半圓拱矢矢高比較大大，限制了了它的應(yīng)用用，一般很很少用于建建筑屋蓋上上。③拱高越大，，水平推力力越小。一、拱結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力特特點(diǎn)3、解決拱結(jié)結(jié)構(gòu)水平推推力的方法法如下：①設(shè)置牢固固的基座（（如基礎(chǔ)、、框架結(jié)構(gòu)））來承受水平推推力。②設(shè)置拉桿桿或拉索平平衡水平推推力。拱也可以做做成連續(xù)拱，通過連續(xù)續(xù)拱結(jié)構(gòu)之之間的推力力平衡，以以減小水平平推力，并并對(duì)基礎(chǔ)只只產(chǎn)生垂直直作用。一、拱結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力特特點(diǎn)4、拱結(jié)構(gòu)的的變化帶拉桿的拱拱→帶豎桿的拱拱→懸索拱拱→張弦拱拱二、拱的形形式1、按結(jié)構(gòu)組組成，可分分為無鉸拱、兩兩鉸拱和三三鉸拱。兩鉸拱和和無鉸拱為為超靜定結(jié)結(jié)構(gòu)，工程程上常用兩兩鉸拱和無無鉸拱形式式。三鉸拱拉桿桿的處理二、拱的形形式2、按拱軸形形式，可分分為半圓拱和拋物線拱等。二、拱的形形式3、按建造材材料，可分分為磚石砌體拱結(jié)構(gòu)構(gòu)、鋼筋混凝土土拱結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土土拱結(jié)構(gòu)、鋼拱結(jié)構(gòu)、膠合木拱結(jié)構(gòu)等。。由于拱是是典型的受受壓構(gòu)件，，因此一般般使用于抗壓強(qiáng)度高高的材料。對(duì)于鋼材，很多情況況下采用格構(gòu)式拱、、桁架拱或或組合拱（鋼-混凝土組合合結(jié)構(gòu)）等等形式。第二節(jié)演演變中的的拱結(jié)構(gòu)拱經(jīng)歷了從從梁到三角角拱，從筒筒拱到十字字拱，到拱拱肋結(jié)構(gòu)，，從穹隆到到帆拱的發(fā)發(fā)展演變。。筒形拱實(shí)例例：馬克森提烏烏斯側(cè)廳筒拱結(jié)結(jié)構(gòu)券拱技術(shù)術(shù)是羅馬建筑的最大大特色和和成就。。羅馬人使使用混凝凝土建造造了穹頂。穹頂與拱拱頂?shù)谋缺容^：穹頂屬屬于球面面，應(yīng)力力是均勻勻分散的的；而拱拱頂屬于于圓柱體體弧面，，應(yīng)力是是集中的的。穹頂頂?shù)恼w體性優(yōu)于于筒形頂頂，而且且它形成成的集中中式的內(nèi)內(nèi)部空間間也是前前所未見見的。穹頂?shù)娜比秉c(diǎn)：穹頂源源自球面面，其平平面投影影必然是是圓形，，這樣除除非修建建一座獨(dú)獨(dú)立的建建筑，否否則它就就無法與與周邊的的矩形建建筑無縫縫隙連結(jié)結(jié)。穹頂?shù)拇碜鳎海喝f神廟廟公元一世世紀(jì)開始始羅馬人人就使用用相交的筒筒形拱（（十字拱拱）。它覆蓋蓋在方形形的間上上，只需需要四角角有柱子子，而不不必要連連續(xù)的承重墻，建筑內(nèi)內(nèi)部空間間得到解解放；而而且便于于開側(cè)窗窗，大有有利于大大型建筑筑物的采采光。由筒拱向向十字拱拱的演變變十字拱的的形式十字拱的的應(yīng)用2-3世紀(jì)時(shí)，十字字拱平衡側(cè)推力的方法是：一一列十字拱串串連互相平衡衡縱向的側(cè)推推力，而橫向向的則由兩側(cè)側(cè)的幾個(gè)筒形形拱抵住，筒筒形拱的縱軸軸同這一列十十字拱的縱軸軸相垂直，它它們本身的橫橫推力互相抵抵消，只在最最外側(cè)才需要要厚重的墻體體，這樣就形形成了拱頂組合成體體系。古羅馬浴場(chǎng)復(fù)原圖中央用三間十十字拱，跨度度25.3米，高40米，左右各有有三個(gè)跨度為為23.5米的筒形拱抵抵抗水平推力力，結(jié)構(gòu)水平平很高。古羅馬城中心心廣場(chǎng)東邊的的君士坦丁巴巴西利卡（馬克森提烏斯斯）古羅馬4世紀(jì)后，羅馬馬采用肋架拱，其基本原理理是把拱頂區(qū)分為為承重部分和和圍護(hù)部分，從而大大減輕拱頂，并且把荷載集中到券上以以擺脫承重墻。這種結(jié)構(gòu)方方法也能節(jié)約模架。后來，歐洲洲中世紀(jì)的哥哥特建筑大大大發(fā)揚(yáng)了這種種肋架拱。羅馬人還發(fā)明了券柱式，將立面造型型豐富。并用飛扶壁（扶拱垛，可可用來分擔(dān)主主墻壓力的輔輔助設(shè)施）來來平衡拱的推推力。哥特式建筑的的特點(diǎn)是普遍遍采用尖肋拱頂，推力作用于于四個(gè)拱底石石上，這樣拱拱頂?shù)母叨群秃涂缍炔辉偈苁芟拗?，可以以建得又大又又高。法國亞眠大教教堂雙層飛扶壁及尖肋拱頂亞眠大教堂的兩道扶拱垛垛，以支撐來來自推力點(diǎn)上上方和下方的的推力。法國亞眠大教教堂哥特式建筑的形制與結(jié)構(gòu)構(gòu)是在羅馬建建筑基礎(chǔ)上完完成的第二次次結(jié)構(gòu)藝術(shù)的飛躍。集十字拱，骨架券，雙圓心尖拱，尖券等做法和利用用扶壁支撐拱頂側(cè)推推力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)現(xiàn)了?？坡〈蠼烫茫ǎㄓ覉D）與巴巴黎圣母院（（上圖）?？巳卮蠼探烫酶缣厥浇ㄖ寻言緦?shí)心的的、被屋頂遮遮蓋起來的扶扶壁，都露在在外面，稱為為飛扶壁。由于對(duì)教堂堂的高度有了了進(jìn)一步的要要求，扶壁的的作用和外觀觀也被大大增增強(qiáng)了。有的的在扶拱垛上上又加裝了尖尖塔改善平衡衡。扶拱垛上上往往有繁復(fù)復(fù)的裝飾雕刻刻，輕盈美觀觀，高聳峭拔拔。沙特爾大教堂堂米蘭大教堂拜占庭建筑則則將穹頂和帆拱進(jìn)行了結(jié)合。。在四個(gè)柱墩上上沿方形平面面的四條邊長(zhǎng)長(zhǎng)做券，在四四個(gè)垂向券拱拱之間砌筑一一個(gè)過四個(gè)切切點(diǎn)的相切穹穹頂，水平切切口和4個(gè)發(fā)券之間所所余下的4個(gè)角上的球面面三角形部分分，既稱為““帆拱”。它的的自自重重完完全全由由四四個(gè)個(gè)券券拱拱下下的的柱柱墩墩承承擔(dān)擔(dān)，，這這一一結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不僅僅使使穹穹頂頂與與方方形形平平面面的的承承接接過過渡渡在在形形式式上上自自然然簡(jiǎn)簡(jiǎn)潔潔，，也也將將荷荷載載集集中中至至四四座座柱柱墩墩上上，，而而無無需需再再要要過過渡渡的的承承重重墻墻，，從從而而使使內(nèi)內(nèi)部部空空間間獲獲得得極極大大的的自自由由。。1、沈沈陽陽奧奧林林匹匹克克體體育育中中心心五五里里河河體體育育場(chǎng)場(chǎng)2、圣圣路路易易斯斯拱門門3、倫倫敦敦證證券券交交易易所所與與梅梅隆隆體體育育館館4、法法國國加加爾爾橋橋5、悉悉尼尼港港灣灣大大橋橋6、中中國國木木拱拱廊廊橋橋7、陜陜北北窯窯洞洞8、卡卡帕帕多多西西亞亞窯窯洞洞8、挪挪威威的的萊萊昂昂納納多多橋橋9、英英國國的的蓋蓋特特謝謝德德千千禧禧橋橋10、郝郝久久古古橋橋第三三節(jié)節(jié)拱拱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)典典型型案案例例屋面面結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)選選型型為為大大直直徑徑鋼鋼管管組組成成的的單單層層空空間間構(gòu)構(gòu)格格體體系系，，南南北北整整體體跨度度全全長(zhǎng)長(zhǎng)360m的鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)桁桁架架主主拱拱在國國內(nèi)內(nèi)所所有有鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)工工程程中中為為第第一一跨跨度度，，垂垂直直高高度度最最高高處處為為82m，每每個(gè)個(gè)主主拱拱墩墩水水平平推推力力約約3600t，以以所有有的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)梁梁連連接接在在一一起起形形成成剛剛性性網(wǎng)網(wǎng)片片來承承受受四四個(gè)個(gè)鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)主主拱拱墩墩的的水水平平推推力力。。沈陽陽奧奧林林匹匹克克體體育育中中心心五五里里河河體體育育場(chǎng)場(chǎng)沈陽陽奧奧林林匹匹克克體體育育中中心心五五里里河河體體育育場(chǎng)場(chǎng)沈陽奧林林匹克體體育中心心五里河河體育場(chǎng)場(chǎng)圣路易斯斯拱門，就是美美國向西西開發(fā)的的一個(gè)象象征，這這座雄偉偉壯觀的的不銹鋼鋼拋物線線形的建建筑物，，高達(dá)192米，是1964年動(dòng)工后后僅用兩兩年時(shí)間間建成的的?！按蟠蠊伴T””的設(shè)計(jì)師是是薩里恩恩。“大大拱門””每天可可接待游游客6400人。游客客乘坐斗斗式升降降電梯，，4分鐘就能能到達(dá)頂頂部；如如果沿樓樓梯攀登登，則需需要爬1076個(gè)臺(tái)階。。在兩米米多寬的的拱門頂部?jī)?nèi)，，每側(cè)各各有16個(gè)小窗戶戶，據(jù)說說晴天時(shí)時(shí)游客用用肉眼就就可看到到圣路易易斯市的的全貌和和48公里外的伊利利諾伊州。大大拱門的下面是西部部開發(fā)史博物物館。拱身截面是三角形的，一個(gè)個(gè)個(gè)三角形框框從兩邊開開始，逐步步連接向上上升起，最最后在拱頂頂對(duì)接，““大拱門門”即使遇遇到時(shí)速80公里的大風(fēng)風(fēng)，其擺動(dòng)幅度也也僅有5公分。由于整個(gè)個(gè)拱門是用用不銹鋼建建成的，因因此每年都都會(huì)遭到數(shù)數(shù)百次雷電電的襲擊，，這也創(chuàng)造造了超高建建筑物被雷雷電擊中的的最高紀(jì)錄錄，但由于于拱門有非常先進(jìn)的的避雷電系系統(tǒng)，至今沒有有任何地方方損壞或人人員傷亡。。倫敦證券交交易所的外外觀，無鉸鉸拱橫跨78米，拱上柱柱承壓，下下柱承拉。。位于“鋼城城”匹茲堡堡的梅隆體體育館擁有有世界上最最大的不銹鋼可伸縮圓屋屋頂，這在在歷史上是是第一次。。尼穆斯說說：“體育育館呈半球球形，分為為三部分，，可以旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。面對(duì)這這種非常簡(jiǎn)簡(jiǎn)單而有效效的方式，，你不禁會(huì)會(huì)問：‘嘿嘿！我們?yōu)闉槭裁床贿@這么做？’’”法國加爾橋橋，1985年聯(lián)合國教教科文組織織將其列入入《世界遺產(chǎn)名名錄》。橋高49米，橋長(zhǎng)274米，綿延48公里，另有有50公里長(zhǎng)的輸輸水道。三層拱橋，底層是人人行道，有有6個(gè)拱門，長(zhǎng)長(zhǎng)約142米，高度為為22米，間距16米-24米。中間層層有11個(gè)拱門，長(zhǎng)長(zhǎng)約243米，間距19米。上層有有35個(gè)拱門，間間距為4.6米。上層總總高度為7.4米(含水道高)，拱跨也很很小，因而而實(shí)體部分分占較大比比重。橋的的寬度下層層為6.4米，中層4.5米，上層僅僅3米，正好在在水槽下面面。1924年悉尼海港大大橋破土建造橋橋基,1932年3月19日竣工通車車,歷時(shí)8年多。橋身身長(zhǎng)度（包包括引橋））1149米,從海面到橋面面高58.5米,從海面到橋頂頂高達(dá)134米,萬噸巨輪可以以從橋下通過過。橋面寬49米,可通行各種汽汽車,中間鋪設(shè)有雙雙軌鐵路,兩側(cè)人行道各各寬3米。這座大橋整個(gè)個(gè)工程的全部部用鋼量為5.28萬噸,鉚釘數(shù)是600萬個(gè),最大鉚釘重量量3.5公斤,用水泥9.5萬立方米,橋塔、橋墩用用花崗石1.7萬立方米,建橋用油漆27.2萬升,從這些數(shù)字足足可見鐵橋工工程的雄偉浩浩大。在30年代的條件下下,能在大海上凌凌空架橋,實(shí)為罕見。悉尼大橋的最最大特點(diǎn)是拱架,其拱架跨度為503米,而且是單孔拱形,這是世界上少少見的。大橋橋的鋼架頭搭搭在兩個(gè)巨大大的鋼筋水泥泥橋墩上,橋墩高12米。兩個(gè)橋墩墩上還各建有有一座塔,塔高95米,全部用花崗巖巖建造。中國木拱廊橋橋申請(qǐng)非物質(zhì)文文化遺產(chǎn)保護(hù)護(hù)成功，非物物質(zhì)文化遺產(chǎn)產(chǎn)保護(hù)的僅僅僅是營造技術(shù)術(shù)，據(jù)說現(xiàn)存存的廊橋保護(hù)護(hù)情況并不樂樂觀。窯洞是黃土高高原的產(chǎn)物，，陜北農(nóng)民的的象征。在這這里，沉積了了古老的黃土土地深層文化化,人民創(chuàng)造了陜陜北的窯洞藝藝術(shù)。窯洞防防火，防噪音音，冬暖夏涼涼，既節(jié)省土土地，又經(jīng)濟(jì)濟(jì)省工，確是是因地制宜的完完美建筑形式式。由于自然環(huán)境境、地貌特征征和地方風(fēng)土土的影響，窯窯洞形成各式式各樣的形式式。但從建筑筑的布局結(jié)構(gòu)構(gòu)形式上劃分分可歸納為靠崖式、下下沉式和獨(dú)獨(dú)立式三種形式式。14世紀(jì)，土土耳其的的卡帕多多西亞巨巨石林立立，修道道士們鑿鑿洞而居居修身養(yǎng)養(yǎng)性，后來，更多多人為了了躲避戰(zhàn)戰(zhàn)亂而在在這里建建起了洞洞穴版的的世外桃桃源?，F(xiàn)現(xiàn)在，這這里是土土耳其最最著名的的風(fēng)景區(qū)區(qū)，不僅僅可以在在眾多的的洞穴中中欣賞到到拜占庭庭藝術(shù)壁壁畫，還還可以住住進(jìn)這里里的“洞洞穴旅館館”——世界上最最有趣的的旅館之之一。挪威的萊萊昂納多多橋，1502年達(dá)芬奇奇下筆設(shè)設(shè)計(jì)此橋橋，2001年VebjoernSand將草案付付諸實(shí)施施。達(dá)芬奇的的“金喇喇叭”大大橋是一一個(gè)完美美的“壓壓弓?！薄鄙w特謝德德千禧橋橋位于英英國蓋特特謝德和和紐卡斯斯?fàn)栔g間的泰恩恩河上。。綽號(hào)為