拱结构及其案例分析报告

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大跨度建筑案例分析

大跨度建筑案例分析

2013年12月2日,国家大剧院壳体钢结构安装完成
·网壳结构
网壳是一种与平板网架类似的空间 杆件结构,系以杆件为基础,按照一 定规律组成网格,按壳体结构布置的 空间构架,它兼具杆系和壳体的性质。 其传力特点是通过壳内两个方向的拉 力,压力或剪力逐点传力。此结构是 一种有广阔发展空间的空间构件。
建筑师利用金属网的通透性,使简单厚 重的建筑结构在视觉上形成为多维空间,轻 盈简捷又不失空间的纵深感站在壳体的公共 空间内,人们可以看到弧形的金属网从高处 垂下,将歌剧院与壳体公共空间分隔开来隐 隐透出淡黄色人们可以透过金属网看到歌剧 院环廊内人们活动的场景,若隐若现,朦胧 而神秘,激发人们的好奇、想象和思索。建 筑师充分利用了金属网的特点来提升室内的 装饰效果。
大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属板覆盖,前后两侧有 两个类 似三角形的渐开式玻璃幕墙切面,整个建筑漂浮于人造 水面之上。
国家大剧院壳体结构呈半椭球型。 由顶环梁,梁架,斜撑和环向连系 杆件组成。其中顶环梁呈椭圆形,长轴 长约60米,短轴长约38米,由环形钢架, 箱形梁,以及H型钢焊接而成。梁架呈 中心对称辐射状布置。 连杆沿水平环向布置,上下里外共 82道,并采用铸钢连接件或套筒连接件 连接。
·结语
国家大剧院是世界上最大的剧院拥有世界上最大的穹顶,是世界上最深的建筑,拥有亚洲最大的管 风琴。整体简洁而富有美感,但又不乏活力,仿佛里面有股生命力向外爆发。堪称建筑奇观,同时又彰 显出北京这个古老的城市的现代风貌与活力。城市建筑不再关乎审美或情感,而是对社会秩序的解释, 建筑也总是超越功能的,是建筑的形式给人们以经验,赋予城市以结构。
大跨度建筑分析
Analysis of Long Span Construction

拱式结构建筑实例分析

拱式结构建筑实例分析
2014-4-19
设计特色1:
• 底层开阔的长廊式空 间,为人们穿越校园 提供一条活动道路, 即使他们目的不是为 了走进图书馆的。为 了让人们的流动和视 觉自由地贯穿建筑, 他们开始考虑使用随 机排布的拱形结构来 营造一种感觉,让倾 斜的地面和外面的公 园风景和建筑保持连 续。
2014-4-19
2014-4-19
2014-4-19
从剖面图上不难看出,建筑整体顺应地形发展,一层被 设计成倾斜的,使人们在穿越其中的时候能有不一样的 空间感受,同时开敞的建筑内部与书架以及不同形状的 学习桌以及可用作公告牌的玻璃隔断等等,给划分而成 的区域带来即有个体性又和整体空间保持连续的感觉。
2014-4-19
2014-4-19
4个拱廊样子的空间中形成创造力从此散发到真个校园202112202112结构分析拱形用钢结构和混凝土做成这些拱形结构相互交汇这样可以让拱形的底部非常苗条而顶部可以承住二层的重量这些拱形的跨度从18米到16米不等但厚度是统一的200毫米202112结构分析这样设计的好处是不仅可以使拱形结构看上去更加轻巧纤细而且混凝土所特有的质地更能表现出坚固的感觉同时加上钢结构的强度特点可以很好的承受二层的重量既轻巧又稳固并且可以增大室内空间的使用效率202112结构分析202112结构分析202112结构分析202112结构分析建筑整体所有结构都是由大小不一的拱形结构作为建筑的骨架暴露的拱洞与混凝土拱特殊的质感成为建筑的外立面风格大片通透的玻璃形成通透的视觉感受而混凝土给人敦厚坚固的感受但是拱形结构的特殊处理又使结构看上去轻盈通透这与设计者想创造一种开放的空间的初衷一致整体中既有对比又有统一202112202112
平面布局:
• 一层平面采 用不规则的 平面布局形 态,呼应地 形的同时, 将入口开向 基地入口, 并将内部空 间呈灵活的 流线布置, 同时给人以 大空间的感 受。

拱结构及其案例分析

拱结构及其案例分析

交叉梁楼盖的概念设计张鹏 080280116 16号在房屋建筑中梁的截面形式常为矩形和T 型,因为梁的主要承受的是弯矩所以更合理的截面形式应为工型和箱型。

但在房屋建筑中梁的截面尺寸一般较小,并考虑的施工支模绑扎钢筋等的方便估常采用矩形截面。

而且由于楼盖梁和板同一个上平进而形成了T 型截面的梁(图1)。

当板的长边尺寸和短边尺寸的比值不是很大时常采用交叉梁来承重。

交叉梁常用双向或三向等截面交叉梁(也称格栅),它一般有正放正交、斜放正交和三向斜交等几种。

正放正交适用于方形或矩形楼(屋)面,因此比较常见。

对于正交正放的交叉梁的概念设计我们可以从以下理论分析入手形成明确的设计概念再结合工程实践做出合理的设计。

正交正放交叉梁计算简图如下:在P 作用点处L 1和L 2的挠度f 相等,f 1=f 2,f 1=P 1L 13/48EI 1,f 2=P 2L 23/48EI 2,P 1L 13/48EI 1= P 2L 23/48EI 2 (1) P 1+P 2=PP 1L 13/I 1= P 2L 23/I 2,P 1/P 2=I 1L 23/I 2L 13,(2) 截面的惯性距为:I 1=b1h13/12,I2=b2h23/12代入(2)得:P 1/P2=b1h13L23/ b2h23L13分析:(1)当b1=b2,h1=h2时,即I1=I2,L 1和L2所分担的力与跨度的三次方成反比:P 1/P2=L23/L13如果L2/L1=0.5,则P1/P2=0.125,可见短跨梁L2所分担的力P2=8P/9。

当L1和L2的比值更大时长跨梁就几乎处于不受力状态,短跨方向梁为主梁,这样的话就可以取消长跨方向的梁的设置。

(2)当只有b1=b2时P 1/P2=(h1L2/ h2L1)3P 1/P2=[(L2/ h2)/(L1/h1)]3设L/h=γ为梁的跨高比P 1/P2=(γ2/γ1)3交叉梁分得的力与它们的跨高比的三次方成反比。

拱结构分析

拱结构分析

拱结构及案例分析一拱结构的分析拱结构式是建筑工程中常用的结构之一,是一种主要承受轴向压力并由两端推力维持平衡的曲线或折线构件。

拱结构由拱圈及其支座组成。

支座可做成能承受垂直力、水平推力以及弯矩的支墩;也可用墙、柱或基础承受垂直力而用拉杆承受水平推力。

拱圈主要承受轴向压力,与同跨度的梁相比,弯矩和剪力较小,从而能节省材料、提高刚度、跨越较大空间。

拱的类型,按材料分:土拱、砖石拱、木拱、混凝土拱、钢筋混凝土拱、刚拱等;按拱轴线型分:圆弧拱、抛物线拱、悬链线拱等;按所含铰的数目分:三铰拱、双铰拱、无铰拱等;按拱圈截面形式分:实体拱、箱形拱、桁架拱等。

如下图为拱的分类图:拱结构的受力分析:如上图,当拱承受均布荷载时,主要靠的压力和推力支撑,由ThMx=+可知,支撑弯矩靠力臂的改变,而力臂的增加靠形态的改变。

ch因此拱的外形一般是抛物线、圆弧线或折线,目的是使拱体各截面在外荷载、支撑反力和推力作用下基本处在受压或较小偏心受压状态,从而大大提高拱结构的承载力。

当拱自身重力产生的弯矩Mx为0 时,此时称为合理拱轴线(也叫压力线),即截面产生的弯矩为0。

当选择拱轴线时,偏于合理拱轴线以上的为负弯矩,偏于合理拱轴线以下的为正弯矩,与合理拱轴线相交的点的弯矩为0 。

拱结构在设计中最重要的是水平推力的处理。

在实际工程中常用的有以下几种做法:由拉杆承受水平力——优点是结构自身平衡,使基础受力简单;可用作上部结构构件,代替大跨度屋架;由基础承受——施工设计时要注意承受水平推力的基础的做法;由侧面结构物承受——要求此结构必须有足够的抗侧力刚度;由侧面水平构件承受——一般有设置在拱脚处的水平屋盖构件承受,水平推力先由此构件作为刚性水平方向的梁承受,在传递给两端的拉杆或竖向抗侧力结构;此外还应注意当拱承受过大内力时的失稳现象;防止失稳的办法是在拱身两侧加足够的侧向支撑点。

二拱结构的案例分析阿罗丝渡槽如右图,渡槽设设计为一个124ft(37.8m)长,支撑在间隔62ft(18.9m)的支架上,两端伸臂各长31ft(9.45m)的单元。

拱结构及其标准规定样式分析

拱结构及其标准规定样式分析

拱结构及其案例分析陈阅2班76号A.拱的定义在梁端加一水平力H,就能改变各截面受力状态;如果H的大小,作用点选得合适,可使梁的各截面处于受压或受弯状态,能提高梁的承载力,这就形成了拱,如图可见,拱结构是有推力的结构。

拱结构的外形一般是抛物线,圆弧或折线,目的是使供体各截面在外荷载、支撑力和推力作用下基本上处于受力或较小偏心受压状态,从而大大提高拱结构的承载力如图拱结构的控制尺寸包括:跨度l、失高f和截面尺寸。

拱结构的适用范围很大,从1.5~2.0m跨度的地下通道顶盖到几十米甚至上百米跨度的体育馆和拱桥。

例如清华大学综合体育中心、东凯尔勃莱德游泳馆等都采用拱结构。

拱结构的支撑形式一般有四种,如下图所示,由图a到图d分别为为:a.拉杆拱,b.落地拱,c.由框架支撑的拱,d.由水平屋盖支撑的拱。

B.拱的受力分析a.如下图所示是拱在集中荷载作用下的受力图简支拱的弯矩M与简支水平梁对应截面的弯矩M0相等。

拱的剪力Q和轴力N 等于简支水平梁对应截面上剪力Q0的两个投影。

即M= M0Q= Q0cosφN=- Q0sinφ式中,φ是拱各点切线的倾角,自水平轴至杆轴切线为逆时针方向时φ为正号。

b.如下图所示是拱在均布荷载作用设拱的轴线为抛物线,其方程为y=4fx(l-x)/l2求出相应的简支水平梁的弯矩和剪力M0=0.5qx(l-x) Q0=q(0.5l-x) 因此,拱的内力为M=0.5qx(l-x)Q= q(0.5l-x)cosφN=- q(0.5l-x)sinφ其M图,Q图,N图分别如下图φ计算Q和N时,先要由轴线方程的一阶导数求出tgφ=dy/dx=4f (l-2x)/l2,再由此式求得截面的倾角φ。

C.三绞拱受力分析拱结构中一种比较合理的方式是三绞拱,如图所示内力计算M= M0-Hy,Q= Q0cosφ-HsinφN= -Q0sinφ-Hcosφ其中H=M0C/f , M0和Q0分别是简支水平梁的弯矩和剪力,φ是拱各点切线的倾角,自水平轴至杆轴切线为逆时针方向时φ为正号。

桥梁拱形结构

桥梁拱形结构

桥梁拱形结构当我们行驶在高速公路上或者穿过一道铁路桥时,或许很少有人会想过这些巨大的桥梁是如何支撑起整个结构的。

事实上,这些桥梁的背后隐藏着一种古老而优雅的建筑结构:拱形结构。

本文将以桥梁拱形结构为题,介绍拱形结构的原理、优势以及一些拱形结构桥梁的实例。

一、拱形结构的原理拱形结构是一种弯曲而稳固的结构形式,它将受力均匀地分布到支撑点上。

以桥梁为例,拱形结构通过桥墩和拱体之间的力传递来承受桥梁上的荷载。

当车辆通过桥梁时,重力会传递到桥墩,而桥墩会把这些力传递到拱体上,使得整个结构获得均衡和稳定。

拱形结构的原理可以用弧线上的压缩力来解释。

根据物理学原理,任何物体都会在受力作用下产生力的反作用。

在拱形结构中,当桥梁上的荷载通过拱体传入桥墩时,拱体会向下产生一个向内的压缩力,而桥墩则会产生一个向外的压力以抵消这个向内的压缩力。

这种力的平衡使得拱形结构能够承受更大的荷载,并且具有极高的稳定性。

二、拱形结构的优势1. 强大的承重能力:拱形结构通过合理的分布受力,能够更好地承受荷载。

相比于其他结构形式,拱形结构能够将荷载均匀地分散到桥梁或建筑物的基础上,从而减小了单点的压力,提高了整体的承重能力。

2. 灵活性和适应性:拱形结构可以适应不同的地理环境和地质条件。

在不同的地区和地形条件下,拱形结构可以根据实际情况进行调整,以确保结构的稳定性和安全性。

3. 经济性:由于拱形结构能够提供较大的承重能力,所以可以节省建筑材料的使用。

相对于其他结构形式,拱形结构所需的材料更少,从而减少了成本和建设时间。

三、拱形结构桥梁的实例1. 渡阳高架桥:位于中国广东省深圳市,该桥横跨深圳河。

渡阳高架桥采用了拱形结构,拱体呈现出优美的曲线,不仅提供了高强度和稳定性,而且也成为了城市地标。

2. 伊苏祖高架桥:位于法国巴黎西北部,该桥是一座拱形结构的公路桥梁,横跨塞纳河。

伊苏祖高架桥以其典雅的设计和高承重能力而闻名,成为了巴黎的重要交通枢纽之一。

拱结构及其案例分析

拱结构及其案例分析

拱结构及其案例分析陈阅2班76号A.拱的定义在梁端加一水平力H,就能改变各截面受力状态;如果H的大小,作用点选得合适,可使梁的各截面处于受压或受弯状态,能提高梁的承载力,这就形成了拱,如图可见,拱结构是有推力的结构。

拱结构的外形一般是抛物线,圆弧或折线,目的是使供体各截面在外荷载、支撑力和推力作用下基本上处于受力或较小偏心受压状态,从而大大提高拱结构的承载力如图拱结构的控制尺寸包括:跨度l、失高f和截面尺寸。

拱结构的适用范围很大,从1.5~2.0m跨度的地下通道顶盖到几十米甚至上百米跨度的体育馆和拱桥。

例如清华大学综合体育中心、东凯尔勃莱德游泳馆等都采用拱结构。

拱结构的支撑形式一般有四种,如下图所示,由图a到图d分别为为:a.拉杆拱,b.落地拱,c.由框架支撑的拱,d.由水平屋盖支撑的拱。

B.拱的受力分析a.如下图所示是拱在集中荷载作用下的受力图简支拱的弯矩M与简支水平梁对应截面的弯矩M0相等。

拱的剪力Q和轴力N 等于简支水平梁对应截面上剪力Q0的两个投影。

即M= M0Q= Q0cosφN=- Q0sinφ式中,φ是拱各点切线的倾角,自水平轴至杆轴切线为逆时针方向时φ为正号。

b.如下图所示是拱在均布荷载作用设拱的轴线为抛物线,其方程为y=4fx(l-x)/l2求出相应的简支水平梁的弯矩和剪力M0=0.5qx(l-x) Q0=q(0.5l-x)因此,拱的内力为M=0.5qx(l-x)Q= q(0.5l-x)cosφN=- q(0.5l-x)sinφ其M图,Q图,N图分别如下图φ计算Q和N时,先要由轴线方程的一阶导数求出tgφ=dy/dx=4f (l-2x)/l2,再由此式求得截面的倾角φ。

C.三绞拱受力分析拱结构中一种比较合理的方式是三绞拱,如图所示内力计算M= M0-Hy,Q= Q0cosφ-HsinφN= -Q0sinφ-Hcosφ其中H=M0C/f ,M0和Q0分别是简支水平梁的弯矩和剪力,φ是拱各点切线的倾角,自水平轴至杆轴切线为逆时针方向时φ为正号。

拱结构概述及理论分析解析

拱结构概述及理论分析解析
竖向荷载下,支座竖向反力与简支梁相同, 水平推力与矢跨比(f/l)成反比。
内力计算
a
P
MK
K
NK φK
HA A
yKQK
xK VA
P
MK0
VA0
QK0
弯矩:
M
0 K
VA0 xK
P(xK
a)
M K VA xK P(xK a) H A yK
MK
M
0 K
H A yK
剪力: QK VA cosK P cosK H sin K
由水平刚度大、位于拱脚处的刚性水平构件来传递 水平推力。传力路径:拱脚——刚性水平结构—— 两端的总拉杆。
当水平构件刚度足够大时,可认为水平推力是自相 平衡,不传递给柱子。 室内无拉杆,可充分利用室内建筑空间,效果较好。
水平推力由基础直接承受
利用地基基础直接随水平推力,不需立柱支承。 当地质条件好时可采用,此时基础尺寸大,材料 用量多。
推力
推力
推力平衡形成垂直作用
连续倒塌效应!!!
• 为了避免多米勒骨牌式的坍塌,较长的连续拱 桥需要设置特殊的、可以抵抗推力的桥墩。
推力桥墩!
• 为了避免多米勒骨牌式的坍塌,较长的连续拱 桥需要设置特殊的、可以抵抗推力的桥墩。
推力桥墩!
前南斯拉夫电影:《桥》
• 黑山塔拉河谷大桥 就是要炸掉这里,阻止德军快速修复这座桥。
现代拱结构的应用
现代拱结构的应用:
桥梁:
1977年, 世界第二
美国新河峡谷大桥:主跨518m,最大钢桁拱桥
现代拱结构的应用:
桥梁:
上海卢浦大桥:550m,融入了斜拉桥、拱桥和悬索桥
现代拱结构的应用:
桥梁:

拱式结构案例分析

拱式结构案例分析

建筑结构
从施工图可以看出, 该建筑的拱形采用的是 加泰罗尼亚拱。所以造 型很轻薄。 同时建筑技术的要求也 不是很高,这为当地人 民提供了一种实用的建 筑形式,并未当地剩余 劳动力提供了就业机会。
拱结构的受力特点
(一)、支座反力 1、在竖向荷载作用下,拱脚支座内将产生水平推力; 2、在竖向荷载作用下, ;
3、当结构跨度与荷载条件一定时
(HA=HB)与拱的矢高f成反比。
为定值,拱脚水平推力
• 是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展,因此,拱结构比桁 架结构的力学优点更加显著,而且它为抗压性能好的材料提供 了一种理想的结构型式。
建筑结构
该建筑的结构形式为砖石 砌体的拱式结构。结构从内部 可以一目了然。 砖石砌体是一种传统的建筑技 术,不管在我国还是西方都拥 有悠久的历史。 而该建筑所采用的结构形式是 对加泰罗尼亚拱结构与建造的 传承。
建筑结构——砖石砌体拱结构的两种形式
加泰罗尼亚拱 :常见于西班牙加泰罗尼亚地区建筑的地下
• 以上是拱式结构比梁式结构受力合理的地方,同时拱式结构中 以轴力为主,可以使用廉价的材料,并可充分发挥这类材料的 抗压承载力,得到广泛应用。
• 当拱脚地基反力不能有效地抵抗水平推力时,拱便成为曲梁。
建筑简介
南非马篷古布韦展览中心位于林波波河和沙谢两河流域的交汇 之处,是为收藏和展示南非史前文物而设计,其用途和建造方式都 是对于该地区历史文化的保护——收藏的史前文化将会为游客们展 示本地生态和历史,而建筑本身采用的圆顶构成元素,特别采用坚 固土磁砖材质,融汇当地人民的设计智慧和劳动参与,并将在当地 村庄里延用推广这些建筑方法。同时,该中心的大多数建造材料也 来源于当地,与周围自然环境极好的融合在一起,其可持续性和环 保性也深受评委青睐。

拱结构建筑经典案例

拱结构建筑经典案例

拱结构建筑经典案例那我可得给你好好唠唠拱结构建筑的经典案例了。

一、赵州桥。

这可是咱老祖宗的智慧结晶啊!赵州桥那大拱套小拱的设计,简直绝了。

你看它像个弯弯的大月亮横跨在河面上,那大拱就像一个强壮的大汉,稳稳地撑起了整座桥的重量。

小拱呢,就像是大汉身上精致的配饰,不仅让这个“大汉”看起来更有层次感,而且在发大水的时候,还能让水流从这些小拱里通过,减轻洪水对桥身的冲击。

就好比给洪水开了几个小通道,让它们别一股脑地全往桥上撞。

这赵州桥都存在了一千多年了,经历了无数的风吹雨打、人踩马踏,到现在还稳稳当当的,可见这拱结构在桥梁建筑里有多厉害。

二、罗马万神殿。

这罗马万神殿可是个超级酷炫的建筑。

它那个巨大的穹顶,就像一个倒扣着的大碗,这个穹顶就是拱结构的一种。

走进万神殿里面,你就感觉像是被一个巨大的拱形天空笼罩着。

这个穹顶的设计非常巧妙,它通过拱结构把重量均匀地分散到下面的墙体上,就好像一群人齐心协力抬着一个东西一样,大家分担了重量,就不会有哪一个地方特别累垮掉了。

而且穹顶顶部还有个圆形的大洞,那阳光从这个洞里洒下来的时候,就像神的光辉降临,特别神圣庄严。

整个万神殿的内部空间因为这个拱结构穹顶显得特别宏大又和谐,让人不得不佩服古罗马人的建筑才华。

三、圣路易斯拱门。

这圣路易斯拱门啊,远远看去就像一道通往天空的巨大彩虹,不过它是银色的。

这个拱门是用不锈钢建造的,它就是一个完美的拱结构。

它高高地耸立在美国的大地上,就像一个超级大的门,象征着美国西进运动的起点之类的重要意义。

从建筑角度来说,这个拱门的拱结构能够承受自身的重量,并且在各种气候条件下都稳稳当当的。

你想啊,它那么高,要是结构不稳固,一阵大风刮来不就倒了嘛。

但是它就靠着拱结构的力学原理,屹立不倒,而且还成为了当地的标志性建筑,好多游客都跑去跟它合影呢。

静定拱结构(力学)

静定拱结构(力学)
全性。
03
静定拱结构的分析方法
解析法
解析法是通过数学公式和定理来求解静定拱结构 的内力和变形的方法。
这种方法基于力学的基本原理和数学工具,能够 得到精确的解答。
解析法适用于简单形状和边界条件的静定拱结构, 但不适用于复杂结构和非线性问题。
有限元法
有限元法是一种数值计算方法, 通过将连续的结构离散化为有 限个小的单元,来求解结构的
02
静定拱结构的力学原理
力的平衡原理
总结词
静定拱结构在力的平衡原理下保持稳定,各部分受力相互抵消,不产生额外的 力矩或力。
详细描述
静定拱结构通过合理的设计,使得作用在结构上的外力(如重力、风载、雪载 等)在内部各部分之间相互抵消,没有产生额外的力矩或力,从而保持结构的 稳定。
力的分布原理
总结词
THANKS
感谢观看
静定拱结构(力学)
目录
• 静定拱结构概述 • 静定拱结构的力学原理 • 静定拱结构的分析方法 • 静定拱结构的优化设计 • 静定拱结构的稳定性分析 • 静定拱结构的案例分析
01
静定拱结构概述
定特定受力 特性的拱形结构,其受力状态仅 由其自身刚度和所受外力决定, 不依赖于其他结构部分。
静定拱结构能够将外力均匀地传递到结构的各个部分,以减小局部应力集中。
详细描述
静定拱结构的设计能够确保外力在结构中均匀分布,避免应力集中现象,从而减 小结构损坏的风险。这种力的分布原理有助于提高结构的承载能力和稳定性。
弹性力学基础
总结词
静定拱结构在弹性力学基础上进行分析和设计,考虑结构的 变形和应力分布。
优化变量
设计过程中需要优化的参数,如拱的形状、尺寸、材料等。
优化设计的数学模型

拱结构建筑分析

拱结构建筑分析

结构整体表现为对差异沉 降和水平位移较为敏感,因此对 混凝土水平大梁与三角架端部 连接处进行构造加强,以提高 端部的抗弯以及抗剪能力。
礼堂位于校园中心地带,其东面为礼堂前广 场,景观正对图书馆;南面是有孔子塑像的千秋 园;西面为第三学生食堂;北面临西北一楼学生 公寓。礼堂原有座位
3564个,常常举行校庆 大会、学 术报告会、
音乐演唱会等大型活动
同时兼作 影院。
大礼堂屋盖结构为装配整体式钢筋混凝土
网架薄壳结构,网架的网片连接在混凝土水平大 梁上,主结构钢筋混凝土三角架下用2[12 拉条进 行拉接,;25 拉条。三角架斜杆和立柱均采用变 截面,斜杆最小截面为400×900 ,立柱最小截面 为400 ×550 ,三角架顶水平大梁(与网架相连) 截面为异型截面,与网片连接方向剖面尺寸为 450 ×1 000 ,网片截面为100 ×450 和150 ×450(见图2) 。屋面板为10mm 预制水泥砂浆 钢丝网屋面板,配两层<019 ,100 ×100方格冷 拉钢丝网,400 # 水泥。
把大礼堂七根主拱拿出做受力分析,而
考虑到每根拱实际上都是刚性结点的无铰拱, 处理时需要用到超静定结构的分析方法,为了 方便则将其简化成静定的(平)三角拱,由于 上海地区的地基的岩土较为松软,如果选择普 通的三角拱形式,在受到巨大的水平推力时, 两侧的支座很可能向两侧产生滑移,导致拱结 构的严重变形,因此在大礼堂的主拱是采用拉 杆三角拱的形式,即拱深埋在地基中的两个支 座之间,有高强度的钢绳把两支座连接起来, 这样保证了支座在受到水平推力时,在松软的 岩土层中不致产生滑移。
同济大学大礼堂是由同济大学建筑设计研 究院1959年设计,建成于1962年。结构采用钢 筋混凝土拱型网架薄壳结构,建筑跨度为40m, 结构跨度为54m。整个大厅内没有立柱,大 厅拱形屋顶网架结构中的菱形结构网格单元 极富韵律感,与意大利的罗马小体育馆异曲 同工钢。同济大礼堂就是这样一座让所有同 济人为之骄傲和自豪的建筑丰碑.它朴素、 庄严.其优美大胆的整体式现浇钢筋混凝土 联方网架结构曾享有”远东第一跨”的美 名.是同济人自强不息、勇于创新的精神写 照。

拱式结构案例分析

拱式结构案例分析

建筑结构
从施工图可以看出, 该建筑的拱形采用 的是加泰罗尼亚拱。 所以造型很轻薄。 同时建筑技术的要 求也丌是很高,这 为当地人民提供了 一种实用的建筑形 式,并未当地剩余 劳动力提供了就业 机会。
建筑结构——砖石砌体拱结构的两种形式
一般的楔形砌块拱: 常见有包括罗马拱顶建 筑,中国的安济桥等等。
建筑结构——砖石砌体拱结构的两种形式
两种结构的共同之处 :都属于材料只受压力丌受拉力的结构 体系,不钢筋混凝土拱同时受拉压力丌同;从形式角度看都是 曲线。 两种结构的不同之处 : 1、一般楔形砌砖拱是重力式的,依靠砌块自身重力以及之间 的摩擦力使确保结构稳定; 加泰罗尼亚拱是整体式的,依靠砌块间以及砂浆的相互作用使 结构稳固。
拱式结构案例分析
马篷古布韦导览中心
马虹霞 11级室内设计 1141401006
建筑简介
南非马篷古布韦展览中心位于林波波河和沙谢两河流域的交汇 之处,是为收藏和展示南非叱前文物而设计,其用途和建造方 式都是对于该地区历叱文化的保护——收藏的叱前文化将会 为游客们展示本地生态和历叱,而建筑本身采用的囿顶构成元 素,特别采用坚固土磁砖材质,融汇当地人民的设计智慧和劳 动参不,并将在当地村庄里延用推广这些建筑方法。同时,该 中心的大夗数建造材料也来源于当地,不周围自然环境极好的 融合在一起,其可持续性和环保性也深受评委青睐。
建筑结构
该建筑的结构形式为砖 石砌体的拱式结构。结 构从内部可以一目了然。 砖石砌体是一种传统的 建筑技术,丌管在我国 还是西方都拥有悠久的 历叱。 而该建筑所采用的结构 形式是对加泰罗尼亚拱 结构不建造的传承。
建筑结构——砖石砌体拱结构的两种形式
加泰罗尼亚拱 :常见于西班牙加泰罗尼亚地 区建筑的地下室、楼面、屋顶,美国纽约宾夕 法尼亚火车站拱顶等等。

建筑结构设计中的拱结构与穹顶设计

建筑结构设计中的拱结构与穹顶设计

建筑结构设计中的拱结构与穹顶设计建筑结构设计是建筑设计领域中至关重要的一环,它涉及到建筑物的稳定性、安全性和美观性等方面。

在建筑结构设计中,拱结构和穹顶设计是两个常见且重要的设计元素。

本文将探讨这两个设计元素在建筑结构设计中的应用。

一、拱结构的基本原理和特点拱结构是一种基于受力分析的建筑结构,它采用了上曲面曲线作为结构形式,主要通过受力的平衡和转移来实现建筑物的稳定性。

拱结构的基本原理是,当外界作用于拱的压力时,拱能够通过张力和压力的平衡来保持整体的稳定。

拱结构的特点在于能够有效地提供大跨度的空间,对于建筑物的内部结构支持和外部荷载分散起到了至关重要的作用。

同时,拱结构还具有良好的抗地震性能和承重能力,在一些文化建筑、体育场馆等场所得到了广泛应用。

二、拱结构的应用案例1. 罗马斗兽场(Colosseum)罗马斗兽场是一座采用拱结构设计的古代建筑,它是古罗马时期最具代表性的建筑之一。

斗兽场的外部由80个拱门组成,内部则采用了层层叠加的拱形结构,使整个建筑具有了足够的稳定性和承重能力。

2. 雅典帕台农神庙(Parthenon)帕台农神庙是古希腊建筑的代表作之一,它的建筑结构中也采用了拱形设计。

神庙的正廊采用了连续的拱顶结构,为整座建筑提供了稳定的支持,并形成了独特的视觉效果。

三、穹顶设计的基本原理和特点穹顶设计是建筑结构中一种常见的屋顶形式,它的基本原理是借助于曲线的形状来实现屋顶的稳定性和均衡荷载的分散。

穹顶设计可以分为圆顶、拱顶、穹顶等多种形式,根据建筑需求和功能来选择。

穹顶设计的特点在于能够创造出宽敞明亮的室内空间,采用曲线形状的屋顶和玻璃幕墙结合,能够增加建筑物的采光和通风效果。

同时,穹顶设计还能够实现建筑物的视觉美感,为观众提供独特的视觉体验。

四、穹顶设计的应用案例1. 卡塞尔欢乐之家(Kassel Happy House)卡塞尔欢乐之家是德国卡塞尔市的一座文化展馆,它的屋顶采用了穹顶设计。

拱结构及其案例分析

拱结构及其案例分析

拱结构及其案例分析拱结构是一种古老且广泛应用的建筑结构形式,其具有稳定性强、承重能力大、抗震能力好等优点。

拱结构的原理是通过拱石(构成拱的石头)的相互支撑和压力传递来实现建筑物的载荷传递和稳定性。

拱结构由于其美观且坚固的特点,在古代建筑中得到了广泛的应用,并在现代建筑中也有不少应用。

下面将介绍一些拱结构的经典案例,并分析其特点和设计原理。

1. 罗马斗兽场(The Colosseum):作为罗马帝国时期的一座著名建筑,罗马斗兽场采用了大量的拱结构。

其特点是巨大的椭圆形建筑,由80个以上的拱门组成,以支撑建筑物的上层结构。

拱门采用了半圆形的拱石,通过互相支撑和压力传递的方式,使得建筑物能够承受大量的荷载,并且具有很好的抗震能力。

2. 圆顶拱桥(Hagia Sophia):位于土耳其伊斯坦布尔的圣索非亚大教堂是一座以拱结构为主体的建筑。

其最为著名的特点是大圆顶,该圆顶由一系列环扶拱构成,以支撑圆顶的重量,并使其具有良好的稳定性。

同时,该建筑还采用了多个小拱门和穹窿,实现了分布均衡的荷载传递,使整个教堂的结构更加稳定。

3.高速铁路拱桥:在现代建筑中,拱结构广泛应用于高速铁路的桥梁设计中。

拱桥的设计原理和古代建筑类似,通过一系列的拱石和拱墩来实现承重和荷载传递。

例如中国的世界最大跨度铁路拱桥,贵广高铁平立大桥,拱的形状采用了大直径的悬臂连续刚构,以提供足够的强度和稳定性。

拱结构在建筑中的应用除了上述案例之外,还广泛用于地下建筑、体育馆、剧院、教堂等各种建筑类型中。

拱结构的设计原理和施工方法也日益完善,例如采用了现代材料和技术,如钢筋混凝土拱、钢结构拱等,以完成更为复杂和大型的建筑项目。

总而言之,拱结构作为一种古老而稳定的建筑形式,以其美观和坚固的特点在古代和现代建筑中得到广泛应用。

通过适当的设计和施工,拱结构能够实现建筑物的稳定、承重和抗震等要求,为人们提供了安全而美观的建筑环境。

《拱式结构案例分析》课件

《拱式结构案例分析》课件

南京大剧院
南京大剧院以其独特的拱形屋顶,成为城市地 标和建筑奇观。
卡塔尔拉丁长廊
卡塔尔拉丁长廊的拱形结构犹如艺术品,为人 们提供独特的空间体验。
结论
拱式结构以其独特的造型和良好的结构性能,在建筑设计领域具有重要的价值和广阔的发展前景。
参考文献
以下是本课件所引用的相关文献: - 文献1 - 文献2 - 文献3
设计原则
拱式结构的设计需要考虑力学原理、施工工 艺和使用需求等因素。
拱式结构的应用
桥梁建设
拱式结构在桥梁建设中具有广泛应用,如拱 桥和悬索桥。
建筑物
拱式结构也被用于建筑物的设计,如教堂、 博物馆和购物中心。
体育场馆
许多体育场馆采用拱形屋顶结构,提供良好 的观赏视野和空间感。
其他应用领域
此外,拱式结构还可以用于地下隧道、车库 和机场等各种场所。
古代的拱式结构
古代文明中的拱式结构,如古希腊的拱桥和罗马建筑中的穹顶,展现了拱式结构的卓越能 力。
现代的。
应用
现代建筑中普遍使用拱式结构,使建筑更加美观 和稳固。
拱式结构的设计
特点
拱式结构的特点包括优美的造型、较高的稳 定性和合理的力学分布。
《拱式结构案例分析》 PPT课件
这是一份关于拱式结构的案例分析课件,介绍了拱式结构的概述、历史背景、 设计原则、应用领域、优缺点及案例分析等内容。
概述
拱式结构指的是一种基于拱形的建筑结构,它具有独特的形态和良好的结构性能。本节将介绍拱式结构 的定义和使用原因。
历史背景
起源和发展
拱式结构的起源可以追溯到古代文明时期,随着技术的进步,拱式结构的应用范围逐渐扩 大。
拱式结构的优点和缺点
1 优点

拱结构体系

拱结构体系

未来济南东站站房将呈现环抱的建筑形态,为双面状钢结构拱顶的独特建筑风格。 站房的屋盖结构完成后,将会以408米长度以及180米的跨度,成为中国跨度最大的 大拱结构建筑物之一。
拱结构的建筑案例
1.济南新东站
与其他城市的高铁站不同,新东站设计最大的亮点是车站和城市的完美融合。 新东站采取了站城一体化的设计理念,要达到一出火车站就是市中心的效果 。
济南东客站地区规划很好地践行了“新城市主义”低碳城市与可持续发展的理念, 构建了以白泉—华山绿廊为骨架的景观格局和慢行系统,塑造了具有传统风貌特色 的站前核心区,突出了密集的街道网络、高质量的公共交通服务、功能混合的邻里 社区,实现了土地与交通的协调发展,对未来的济南乃至中国的其他城市都具有很 好的指导意义。
拱结构的建筑案例
3. 透平机工厂-三铰拱建筑
屋顶上开有玻璃天窗,车间有良好的采光和通风。
外观体现工厂车间的性格。在街道转角处的车间
端头,贝伦斯作了特别的处理,厂房角部加上砖 石砌筑的角墩,墙体稍向后仰,并有“链墩式” 的凹槽,显示敦厚稳固的形象,上部是弓形山墙,
中间是大玻璃窗,这些处理给这个车间建筑加上
拱结构定义及分类
3.拱结构的分类
<1>按组成和志承方式:无铰拱、两铰拱和三铰拱,无拉杆拱和有拉杆拱
无铰拱
两铰拱
三铰拱
超静定结构 只有在地基良好或者两侧拱脚出 有稳固边跨结构时,才采用。 桥梁结构中比较普遍而在房屋工 程中应用较少
超静定结构 在跨度较小时结构自重不大,可以整体 预制;跨度较大时,可以采用分段预制、 现场拼装的方法施工。对支座沉降差、 温度差等不利的变化因素比较敏感。房 屋建筑工程中应用较多
拱结构的建筑案例
2.济南洪家楼教堂
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拱结构及其案例分析

2班76号
A.拱的定义
在梁端加一水平力H,就能改变各截面受力状态;如果H的大小,作用点选得合适,可使梁的各截面处于受压或受弯状态,能提高梁的承载力,这就形成了拱,如图
可见,拱结构是有推力的结构。

拱结构的外形一般是抛物线,圆弧或折线,目的是使供体各截面在外荷载、支撑力和推力作用下基本上处于受力或较小偏心受压状态,从而大大提高拱结构的承载力如图
拱结构的控制尺寸包括:跨度l、失高f和截面尺寸。

拱结构的适用围很大,从1.5~2.0m跨度的地下通道顶盖到几十米甚至上百米跨度的体育馆和拱桥。


如清华大学综合体育中心、东凯尔勃莱德游泳馆等都采用拱结构。

拱结构的支撑形式一般有四种,如下图所示,由图a到图d分别为为:a.拉杆拱,b.落地拱,c.由框架支撑的拱,d.由水平屋盖支撑的拱。

B.拱的受力分析
a.如下图所示是拱在集中荷载作用下的受力图
简支拱的弯矩M与简支水平梁对应截面的弯矩M0相等。

拱的剪力Q和轴力N等于简支水平梁对应截面上剪力Q0的两个投影。


M= M0
Q= Q0cosφ
N=- Q0sinφ
式中,φ是拱各点切线的倾角,自水平轴至杆轴切线为逆时针方向时φ为正号。

b.如下图所示是拱在均布荷载作用
设拱的轴线为抛物线,其方程为
y=4fx(l-x)/l2
求出相应的简支水平梁的弯矩和剪力
M0=0.5qx(l-x) Q0=q(0.5l-x)
因此,拱的力为
M=0.5qx(l-x)
Q= q(0.5l-x)cosφ
N=- q(0.5l-x)sinφ
其M图,Q图,N图分别如下图
φ
计算Q和N时,先要由轴线方程的一阶导数求出tgφ=dy/dx=4f (l-2x)/l2,再由此式求得截面的倾角φ。

C.三绞拱受力分析
拱结构中一种比较合理的方式是三绞拱,如图所示
力计算
M= M0-Hy,
Q= Q0cosφ-Hsinφ
N= -Q0sinφ-Hcosφ
其中H=M0C/f , M0和Q0分别是简支水平梁的弯矩和剪力,φ是拱各点切
线的倾角,自水平轴至杆轴切线为逆时针方向时φ为正号。

可见,三铰拱的受力比普通的拱更合理,是一种常用结构,多用于大跨度结构。

D.拱的案例分析
1.阿罗丝渡槽
基本设计思路:采用侧双向压力的方法,消除任何可能出现的混凝土龟裂,避免渡槽槽壁漏水。

设计方案:将渡槽设计成一个37.8m长,支承在间隔18.9m的支架上,两端伸臂各长9.45m的单元。

这样,由渡槽重力(包括渡槽构件自重和渡槽中流水的重力荷载)产生的弯矩在整个渡槽长度方向都是负值,只有渡槽单元的中点和伸臂的自由端处弯矩为零,而在渡槽中间支承截面上的负弯矩最大。

如下面的弯矩图所示:
这些负弯矩使得渡槽的顶部都受有拉力。

当渡槽用后法预应力制造后,使得在预加应力和渡槽重力的共同作用下,整个渡槽截面都受着纵向压力。

这个纵向压力在渡槽底部的值最大,同时这里的水压力也是最大的,示意图如下:
为了在横向对渡槽壁施加压力,在渡槽顶部设置了很多U形槽壁顶端的横杆。

这种横杆每隔4.6m设置一根,用花兰螺丝使其受拉。


个拉应力使得槽壁互相靠拢,在槽壁产生横向弯矩,使渡槽侧受压,压应力愈向底部其值愈大,如下图所示:
横向钢筋渡槽槽壁的外侧布置,它们在拉紧横杆使槽壁产生的弯矩作用下受拉。

这种钢筋还能承受自渡槽伸臂端至支承架间由竖向荷载产生的沿槽壁的剪力,并且能够兜住渡槽底部承受槽底的拉力,就像U 形梁底部的受拉钢筋一样。

为了对渡槽顶部施加后预应力,要在渡槽顶的浅沟里预先放置一些钢绞线。

这些钢绞线由刚缆绳做成,其端部可简便地将各股钢绳做成弯钩并埋设在混凝土渡槽壁;一旦渡槽槽壁的混凝土凝固后,那些埋设在混凝土的缆绳端部就成为预应力钢绞线的锚固端。

其示意图如下;
在混凝土凝固后,钢绞线可以用下列方法拉:每对钢绞线都用夹具固定在渡槽浅沟里的相应位置上,然后设法将两个夹具中部的钢绞线用一对水平推力将其分离开,这样在纵向就对钢绞线进行了拉,图示如下:
高架渡槽每个单元间的连接是采用埋设在槽壁混泥土中的波形铅皮封口的。

在波形铅皮板的上面覆盖一层用金属丝或钢筋网加强的沥青层。

如图
架设渡槽的高架支承是两个倾斜交叉的杆件,形似一个巨大的双脚规。

高架支承上部具有与渡槽外形相同的形状,并有专设接缝与渡槽槽壁连接,这是由于当花兰螺丝拉时渡槽U形截面两侧槽壁有相互靠拢的倾向,设置的接缝可以保证花兰螺丝拉时支承处能与槽壁一起变形的缘故。

渡槽使用后无任何裂缝和漏水现象,而且全部建造细节都完成的既
简单又经济。

此结构的创新点在于:
a.采用悬挑的方式,使得整个结构都受负弯矩,即渡槽上部受拉,正好与水荷载相平衡。

b.利用纵向钢缆绳拉的方法来产生预加应力,以此来平衡外部荷载。

2.半英里长的渡槽
半英里长的渡槽工程有较大长度,它在建造时被要求要降低对渡槽施加预应力进行纵向拉时的造价;而这种纵向预加应力的方法对抵
消由重力荷载所产生的在槽壁上的弯曲拉应力是必要的。

此外,本工
程还要求设置尽可能少的膨胀节点。

按照这些限制条件,建议将本工
程做成一个有众多跨度的等跨连续梁,一边得到一个降低沿梁长度方
向截面最大弯矩值的有利条件。

最终,本工程确定只在沿渡槽长度的中点处设置一个连接点,其两头连接两侧长度很长的等跨连续梁。

这些连续梁在高架渡槽的两端均
设计成固定端支座。

在这个中部节点上,设置一个位于渡槽梁上端的三
铰拱。

由于在重力荷载作用下,这个三铰拱每一侧拱脚处都存在一个水
平推力,这个水平推力需要由渡槽壁加以承担,这样就取得了使渡槽全
长上的槽壁受到压力的效果。

这种结构方案比为了同一目的的在习惯上
常用的预应力钢缆体系更加便宜,而且受压构件的长度愈长,节省的造
价愈多。

渡槽的支承墩要设计成具有足够的侧向刚度,以防止渡槽梁在压力作用
下发生压屈;同时支撑墩还要设计成是一个两绞链杆,使得渡槽梁在因
大气温度变化而伸长或缩短时,不会过多的阻止由三铰拱产生的压力传
递。

渡槽节点处的防漏水做法,在渠道侧表面涂有一层橡皮薄膜,在渠道外侧表
面装有金属套筒。

它们都跨越节点缝隙,能达到允许渡槽沿长度方向胀缩的效果。

此案例所运用的力学原理有:
a.运用三铰拱产生的水平推力的原理,使得渡槽在沿全长方向产匀压。

b.渡槽支座做法是典型的“可在纵向发生水平移动的链杆”,它不影响水平
推力的传递。

本方案的巧妙之处表现在:
巧妙地应用三绞拱,运用三铰拱产生的水平推力的原理,使得渡槽在沿全长方向产匀压。

且由于其拱顶处的特殊构造,其拱顶处可以随不同气温转动,使拱底在不同温度下产生几乎相同的水平推力。

3.考特温多斯飞机棚
考温特飞机棚屋盖的纵向檩条搁放在35.1m跨度的金属拱上。

金属拱的杆件在对角线方向上相互交叉,以致安装后形成一个刚度很大的圆筒面交叉网,能够较好的承受作用在竖向投影上的风荷载和其他竖向荷载。

拱脚支撑在一系列突出于门式刚架一侧的伸臂梁上。

这些刚架除了两个端部刚架外,没有一个设计成必须用它来承受拱的侧向水平推力的。

而两侧刚架的对角线方向上则设置了足够强度和刚度的斜撑,使得端部刚架能够承受整个屋盖拱传来的推力。

屋盖拱在地面上拼装而成,屋盖拱是由一系列三铰拱组成的。

主要的弯矩发生在拱腰处。

因此,每侧拱杆件所需要的截面高度在拱脚处最小,沿拱身逐渐增大,在1/4跨度处最大,以后又逐渐减小,到拱顶处又最小。

这种做法可以将一根足够1/4拱身长度的工字钢沿腹部对角线剖开,调转180度后再沿腹部将剖缝处焊牢,形成另一根具有1/4拱身长度的一头截面尺寸大,一头截面尺寸小的工字钢,接着将两根这样的不等截面工字钢拼成半个拱身加以弯曲后完成。

本方案的巧妙之处表现在:
a.利用两侧钢构架承担拱顶的水平推力,不必在屋顶拱结构上另外再加设承受水平推力的构件;
b.裁剪工字钢的腹板,将它再焊成变截面构件,最合理的利用型钢原材料作为拱身构件。

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