結(jié)構(gòu)力學(xué)拱結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)力學(xué)拱結(jié)構(gòu)演示文稿1現(xiàn)在是1頁\一共有18頁\編輯于星期日2優(yōu)選結(jié)構(gòu)力學(xué)拱結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是2頁\一共有18頁\編輯于星期日

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(yù)為橋梁鼻祖，是世界第十二個(gè)土木工程里程碑?，F(xiàn)在是3頁\一共有18頁\編輯于星期日

拱結(jié)構(gòu)的組成2、拱結(jié)構(gòu)的組成現(xiàn)在是4頁\一共有18頁\編輯于星期日三鉸拱兩鉸拱

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)的種類現(xiàn)在是5頁\一共有18頁\編輯于星期日

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(qiáng)的工程材料；

4、造型美觀，藝術(shù)表現(xiàn)力強(qiáng)；

5、構(gòu)造復(fù)雜，施工費(fèi)用高。?

拱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)4、拱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)現(xiàn)在是6頁\一共有18頁\編輯于星期日一、拱的內(nèi)力計(jì)算原理仍然是截面法;二、拱通常受壓力，所以計(jì)算拱時(shí)規(guī)定軸力以受壓為正;.三、實(shí)際計(jì)算時(shí)常將拱與相應(yīng)等代梁對比通過公式列表完成計(jì)算。.

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算

4.2現(xiàn)在是7頁\一共有18頁\編輯于星期日四、豎向荷載作用下三鉸拱計(jì)算公式的建立xKKABHA0=0P1VA0VB0P2C等代梁計(jì)算簡圖

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

C當(dāng)時(shí)，結(jié)構(gòu)為瞬變體系，此時(shí)，，故瞬變體系不能作為結(jié)構(gòu)。

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)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(shí)，水平推力與矢高成反比?，F(xiàn)在是8頁\一共有18頁\編輯于星期日xKKABHA0=0P1VA0VB0P2C2、彎矩計(jì)算KAHBBHBHBHAVAVBP1fP2yKxKxyφKa2a1b2b1

（4-3）HAQKNKMKP1VAAKVA0P1MK0QK0（4-4）3、剪力計(jì)算4、軸力計(jì)算（4-5）彎矩比相應(yīng)等代梁小可用抗壓性能強(qiáng)的工程材料，計(jì)算時(shí)常通過公式、列表完成計(jì)算。

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)在是9頁\一共有18頁\編輯于星期日解：

1、計(jì)算支座反力2、計(jì)算各截面內(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=7kN=5kN=6kN=6kN

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)在是10頁\一共有18頁\編輯于星期日截面1

2、計(jì)算各截面內(nèi)力

（4-3）由式（4-4）（4-5）。67kN776kN6Q1M1N1102m1、計(jì)算原理仍然是截面法；2、拱軸線方程主要用于確定截面的位置及其法線方向，從而確定截面上的剪力和軸力方向；3、注意左半拱截面的方向角為正，右半拱截面的方向角為負(fù)。

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)在是11頁\一共有18頁\編輯于星期日

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算

3、內(nèi)力圖繪制彎矩圖繪制現(xiàn)在是12頁\一共有18頁\編輯于星期日彎矩圖繪制等代梁彎矩圖水平推力引起的彎矩圖豎向荷載作用下拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)1、三鉸拱與對應(yīng)的等代梁相比，彎矩要小得多，其原因是水平推力的存在所致；

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)在是13頁\一共有18頁\編輯于星期日剪力圖繪制

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)在是14頁\一共有18頁\編輯于星期日軸力圖繪制豎向荷載作用下拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)2、拱截面上的軸力較大，且一般為壓力；3、總體來看，拱比梁更能發(fā)揮材料的作用，適合較大的跨度和較重的荷載，便于利用抗壓性能好而抗拉性能差的材料。

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)在是15頁\一共有18頁\編輯于星期日表4-1：三鉸拱各截面內(nèi)力計(jì)算表內(nèi)力計(jì)算時(shí)，常通過公式、列表完成

三鉸拱的內(nèi)力計(jì)算現(xiàn)在是16頁\一共有18頁\編輯于星期日五、合理拱軸的概念定義：在給定荷載作用下，拱各截面只承受軸力，而彎矩、剪力均為零，這樣的拱軸稱為合理拱軸。寫出任一截面的彎矩表達(dá)式，令其等于零即可確定合理拱軸。1、合理拱軸的概念2、合理拱軸的確定

合理拱軸?現(xiàn)在是17頁\一共有18頁\編輯于星期日例4-2設(shè)三鉸拱承受沿水平方向均勻分布的豎向荷載，試求其合理拱軸線。

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