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第2讲12.ppt

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文档介绍:第2讲12

折线型屋架和梯形屋架,其内力分布也比较均匀,
因为它的形状与同跨度同荷载简支梁的弯矩图形相似,
也就是说,其形状符合内力变化的规律。
折线形屋架的内力图
梯形屋架的内力图



屋架结构的受力
从结构受力来看,用梭形立体桁架,跨度为65.3m,高跨比为1/13,中间起拱1/330。上弦及腹杆采用Q235无缝钢管,下弦用Q345无缝钢管。
三、屋架结构的设计实例
1. 贝宁体育馆


上海大剧院是由上海市人民政府投资的大型歌舞剧院,位于上海市中心人民广场西北侧。工程用地面积21644m2,占地面积11530m2,总建筑面积62800m2,地下两层,地上6层,高度为40m。该工程通过国际招标,法国建筑师以其“天地呼应,中西合壁”的构思,独特的立面造型而中标。
2. 上海大剧院


第五节 拱式结构体系
赵州桥
悉尼歌剧院
罗马万神庙


一、拱结构的类型及其受力特点
1. 拱的类型


三铰拱为静定结构,两铰拱和无铰拱为超静定结构。拱结构的传力路线较短,因此拱是较经济的结构型式。
与刚架相仿,只有在地基良好或两侧拱脚处有稳固边跨结构时,才采用无铰拱。一般,无铰拱有用于桥梁的,却很少用于房屋建筑。
双铰拱应用较多。跨度小者拱重不大,可整体预制。跨度大者,可沿拱轴线分段预制,现场地面拼装好后,再整体吊装就位。如北京崇文门菜场的32m跨双铰拱,就是由五段工字形截面拱段拼装成的。双铰拱乃一次超静定结构,对支座沉降差,温度差及拱拉杆变形等都较敏感。
为适应软弱地基上支座沉降差及拱拉杆变形,最好采用静定结构的三铰拱。










拱身内的弯矩小于跨度相同荷载作用下简支梁内的弯矩。
在一定荷载作用下,可以改变拱的轴线,使其各截面的弯矩为零,这样拱杆就只受轴力作用。
拱身截面内的剪力小于相同跨度相同荷载作用下简支梁内的剪力。
拱身截面内存在有较大的轴力,而简支梁中没有轴力。


二、拱轴形式
1. 拱的合理轴线
定义:在一定的荷载作用下,使拱截面内仅有轴力没有弯矩,满足这一条件的拱轴线称为合理拱轴线。
合理拱轴线为一抛物线
合理拱轴线为圆弧线


在房屋建筑中拱结构的轴线一般采用抛物线,其方程为:
f —拱轴的矢高;
l —拱轴的跨度。


2. 拱的矢高
矢高 f 的影响
矢高小时,拱身轴力大而且拱脚水平推力也大
矢高大时,拱身轴力和拱脚水平推力都小,但拱身的长度增大


合理矢高: f = (1/2~1/8)l
屋盖结构: f = (1/5~1/7)l


三、平衡拱脚水平推力的结构处理手法
1. 水平推力由拉杆直接承担
优点:受力可靠、用料最省。
缺点:室内空间欠佳。
适用范围:食堂、礼堂、仓库、车间等。


2. 推力由水平结构承担
本方案比上一方案用料较多,造价较高,但
由于拱内无拉杆,可获得较大的室内建筑空间。
拱脚水平推力由山墙内的拉杆承担


3. 推力由竖向结构承担
① 斜柱墩
② 边跨结构




③推力直接传给基础——落地拱


四、拱结构的形式与主要尺寸
1. 拱的主要尺寸
1)拱的矢高
a.两铰、三铰拱,一般矢高 f 取为:
f =(1/8~1/2)L,且f≥L/10
经济高度:
f = (1/7~1/3)L
有拉杆时可取: f =L/7
无拉杆时可取: f =(1/5~1/2)L
b.落地拱,一般矢高 f 取为:
f =(1/7~1/3)L


2)拱身截面
a. 钢筋混凝土肋形拱 h =(1/40~1/30)L
b. 钢结构实腹式拱肋 h =(1/80~1/50)L
c. 钢结构格构式拱肋 h =(1/60~1/30)L
截面宽度:一般取 b=h/2 左右
拱身一般采用等截面,对于无铰拱,由于内力从拱顶向
拱脚逐渐增加,因此一般做成变截面的形式。


2. 拱的形式
① 梁式拱




② 板式拱


澳大利亚悉尼歌剧院采用预制的预应力混凝土
落地三铰拱结构。其拱身是尺度特别大的箱形拱。


五、拱结构的布置
1. 拱式结构的支撑系统
作用:
保证拱在轴线平面外的受压稳定;
增强结构刚度,传递作用于山墙上的风荷载。


2. 并列布置
美国蒙哥玛利体育馆
一般情况下,矩形平面建筑多采用等间距、
等跨度、并列布置的平面拱结构,需要靠支撑
解决其纵向抗侧力的能力与侧向稳定性。


加拿大蒙特利尔市梅宗纳夫公园奥林匹克体育中心赛车场
对于非矩形平面(如正多边形、圆形、扇形等)建筑,拱的结构布置方案较多
,如径向、环向、井式、多

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上传人:孔乙己 8/12/2022 文件大小:2.88 MB

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