文档介绍：§3-4 静定拱
§3-4 静定拱
1. 拱的结构力学定义:拱是杆轴线为曲线并且在竖向荷载作用下会产生水平反力的结构。
三铰拱
两铰拱
无铰拱
§3-4 静定拱
2. 拱的结构力学特性:
拱在水平荷载作用下会产生水平反力,又称为推力。推力的存在,使得拱的弯矩比跨度、荷载相同的梁的弯矩小的多,并且主要承受压力,使得拱截面上的应力分布较为均匀,因而能够更好地发挥材料性能,并可利用抗拉性能较差而抗压性能较高的材料如砖、石、混凝土等来建造。
由于支座要承受水平推力,因而要求比梁具有更坚固的地基或支撑结构(墙、柱、墩、台等)。
§3-4 静定拱
3. 拱的判别标志:
推力的存在与否是区别拱与梁的主要标志。凡在竖向荷载作用下会产生水平反力的结构都可以称为拱式结构或推力结构。
§3-4 静定拱
4. 拉杆拱(系杆拱)
在竖向荷载下支座只产生竖向反力,从而消除了推力对支撑结构的影响。
§3-4 静定拱
5. 拱的各部位名称
拱身各横截面形心的联线称为拱轴线;拱两端支座称为拱趾;两拱趾间水平距离称为拱的跨度;两拱趾间的联线称为起拱线。拱轴上距起拱线最远点称为拱顶;拱顶至拱线间的竖直距离称为拱高;拱高与跨度之比为高跨比。两拱趾在同一水平线上的拱为平拱;不在同一水平线上为斜拱。
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6. 三铰拱的数解法
三铰拱的反力只与荷载及三个铰的位置有关,而与各拱间的拱轴线性状无关。当荷载及拱跨l不变时,H将与f成反比,f越大即拱越陡时H越小; f越小即拱越平坦时H越大。
§3-4 静定拱
三铰拱的内力计算
§3-4 静定拱
三铰拱的内力计算
拱内任一截面的弯矩M等于相应简支梁对应截面的弯矩M0减去推力引起的弯矩Hy。由于推力的存在,拱的弯矩比梁要小。
§3-4 静定拱
三铰拱的内力计算
三铰拱的内力值不仅与荷载及三个铰的位置有关,而且与各铰间拱轴线的形状有关。