結(jié)構(gòu)力學(xué)拱結(jié)構(gòu)江蘇大學(xué)

結(jié)構(gòu)力學(xué)STRUCTURALMECHANICS江蘇大學(xué)本科生課程課件江蘇大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院主講人：蔡東升1第四章靜定拱概述

4.11、拱結(jié)構(gòu)的定義趙州橋拱結(jié)構(gòu)：通常桿軸線為曲線，在豎向荷載作用下，支座產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)。世界上最古老的石拱橋。被譽為橋梁鼻祖，是世界第十二個土木工程里程碑。2拱結(jié)構(gòu)的組成2、拱結(jié)構(gòu)的組成3三鉸拱兩鉸拱

無鉸拱

帶拉桿的三鉸拱斜拱高差h靜定拱超靜定拱超靜定拱靜定拱靜定拱拱結(jié)構(gòu)的種類3、拱結(jié)構(gòu)的種類4

1、彎矩比相應(yīng)等代梁??；2、用料省、自重輕、跨度大；

3、可用抗壓性能強的工程材料；4、造型美觀，藝術(shù)表現(xiàn)力強；

5、構(gòu)造復(fù)雜，施工費用高。?拱結(jié)構(gòu)的特點4、拱結(jié)構(gòu)的特點5一、拱的內(nèi)力計算原理仍然是截面法;二、拱通常受壓力，所以計算拱時規(guī)定軸力以受壓為正;.三、實際計算時常將拱與相應(yīng)等代梁對比通過公式列表完成計算。.三鉸拱的內(nèi)力計算三鉸拱的內(nèi)力計算

4.26四、豎向荷載作用下三鉸拱計算公式的建立xKKABHA0=0P1VA0VB0P2C等代梁計算簡圖

1、支座反力計算（4-1）（4-2）KAHBBHBHBHAVAVBP1fll1l2a2a1b2b1P2l1yKxKxyφK三鉸拱計算簡圖

C當(dāng)時，結(jié)構(gòu)為瞬變體系，此時，，故瞬變體系不能作為結(jié)構(gòu)。三鉸拱的內(nèi)力計算1、三鉸拱的豎向反力與其等代梁的反力相等，水平反力與拱軸線形狀無關(guān)；2、荷載與跨度一定時，水平推力與矢高成反比。7xKKABHA0=0P1VA0VB0P2C2、彎歡矩計招算KAHBBHBHBHAVAVBP1fP2yKxKxyφKa2a1b2b1（4-3）HAQKNKMKP1VAAKVA0P1MK0QK0（4-4）3、剪間力計倒算4、軸陰力計睛算（4-5）彎矩夾比相庸應(yīng)等棗代梁妄小可用仰抗壓得性能少強的蠟工程受材料矩，計哲算時濕常通原過公州式、敗列表完完成卵計算蜜。三鉸拱的內(nèi)力計算8解：1、計敏算支閑座反紅力2、計紅算各秘截面柿內(nèi)力例4-1試作圖示三鉸拱的內(nèi)力圖。拱軸方程為q=1kN/mCA4mBHVAP=4kNHVB1023456788×2=16m=7罰kN=5昂kN=6死kN=6普kN三鉸拱的內(nèi)力計算9截面12、計隱算各遷截面筒內(nèi)力（4-姜3）由式效（4-善4）（4-是5）。67kN776kN6Q1M1N1102m1、計懷算原拐理仍券然是乳截面欠法；2、拱宵軸線寬方程掉主要垮用于品確定廢截面孤的位毀置及困其法愚線方羊向，屬從而休確定橡截面接上的穗剪力痕和軸架力方萌向；3、注朗意左佩半拱塔截面真的方方向角偏為正養(yǎng)，右攝半拱計截面魄的方湖向角固為負孩。三鉸拱的內(nèi)力計算10三鉸拱的內(nèi)力計算3、內(nèi)健力圖悼繪制彎矩垮圖繪課制11彎矩而圖繪刺制等代梁彎矩圖水平推力引起的彎矩圖豎向賭荷載增作用佳下拱渡結(jié)構(gòu)兆的受障力特連點1、三鉸盞拱與驅(qū)對應(yīng)殿的等抖代梁陳相比參，彎險矩要浮小得華多，巴其原郵因是綱水平喬推力叔的存狡在所泄致；三鉸拱的內(nèi)力計算12剪力憤圖繪殊制三鉸拱的內(nèi)力計算13軸力獄圖繪模制豎向雅荷載蔑作用砌下拱潤結(jié)構(gòu)赤的受么力特挨點2、拱截誕面上錯的軸供力較副大，嚷且一遵般為薦壓力浩；3、總體嗽來看癢，拱枕比梁秋更能膽發(fā)揮陵材料閱的作副用，飾適合臺較大范的跨賊度和逼較重估的荷賴載，丑便于臨利用漸抗壓鄭性能匆好而戒抗拉負性能莫差的堡材料照。三鉸拱的內(nèi)力計算14表4-膛1：三櫻鉸拱名各截偶面內(nèi)霧力計伴算表內(nèi)力芝計算友時，華常通坦過公員式、語列表需完成三鉸拱的內(nèi)力計算15五、掘合削理拱當(dāng)軸的范概念定義逗：在拿給定煮荷載賣作用序下，誰拱各剝截面熊只承柔受軸趙力，朋而彎姻矩、潤剪力己均為藥零，頁這樣代的拱進軸稱辜為合理怪拱軸。寫出癢任一抓截面弄的彎稍矩表餃達式擦，令如其等仗于零鍛即可榮確定結(jié)合理根拱軸象。1、合毀理拱掉軸的婚概念2、合粗理拱滾軸的氣確定合理拱軸?16例4-蜓2設(shè)三羞鉸拱醉承受打沿水煩平方刑向均昂勻分牢布的疫豎向波荷載永，試掉求其籍合理麻拱軸套線。qABCl/2l/2xyfqABlxql/2

ql/2解法1：相應(yīng)收簡支總梁的貫彎矩女方程攝為推力H為：可得流三鉸辟拱合傅理拱蹄軸的饑軸線循方程赤為良：令：合理拱軸17解法2：設(shè)三亡鉸拱賭承受撓沿水歸平方汁向均厭勻分除布的洽豎向啟荷載簽，試富求其左合理與拱軸何線。解：研究態(tài)整體任一筍截面梁的彎友矩：qABCl/2l/2xyfAxql2