拱结构概述及理论分析

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140910 第2讲拱的稳定性

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拱桥的平面屈曲
Dinnik等人引进了有效屈曲长度概念，对不同的边界条件和拱桥轴线形状提出了拱桥平面屈曲计算的简化方法。随着电子计算机和数值分析的发展，各种复杂拱桥的平面屈曲分析及弹塑性稳定分析都得到了满意的解决。
4
拱桥的平面屈曲
• 拱的第二类稳定问题早就引起了人们的注意。早在19世纪Engesser和Helan就指出，考虑变形对拱的受力影响后所算的弯矩比按一阶理论计算的结果大。此后。Dischinger、Stussi和 Freudenthal等人对拱的挠度进行了多的研究。 Stevens研究了钢拱的极限承载力。Dadeppo和 Schmidt研究了圆拱的非线性弯曲及曲后性能。最近几十年来，国内外学者对钢筋混凝土拱桥结构的极限承载力的分析问题进行了大量的研究工作。这些研究表明拱桥的稳定性从压曲理论进入了压溃理论。
+
v R2
35
圆拱的平面屈曲微分方程
• 将曲率
χx
=
dθ ds
=
d 2v ds2
+
v R2
• 带入方程 M = −EI dθ 得
ds
d2v + v = − M
ds2 R2
EI x
d 2v dϕ 2
+
v
=
−
MR2 EI x
•
利用上式消去
d 3M dϕ 3
+
⎛ ⎜
1
+
⎝
qR3 EI
⎞ dM
⎟ ⎠
dϕ
= 0 中的M得
β = 1 + qR3
EI
•
由
， du = v
dϕ
M
=

钢管混凝土拱桥稳定性的计算理论简述

钢管混凝土拱桥稳定性的计算理论简述摘要：本文针对钢管混凝土拱桥的稳定性问题，从理论计算的角度对其进行了探讨。

首先简述了钢管混凝土拱桥的构造特点和受力情况，然后介绍了钢管混凝土拱桥的设计原则和设计计算方法。

接着阐述了钢管混凝土圆形拱桥的静力分析方法，并针对桥墩的稳定性进行了数值模拟计算。

最后对钢管混凝土拱桥的稳定性进行了评估，并提出了相应的加固措施。

关键字：钢管混凝土拱桥，稳定性，设计原则，设计计算方法，数值分析，加固措施。

1. 引言钢管混凝土拱桥是一种新型的桥梁结构，具有承载力大、刚度好、耐久性强、施工方便等优点，特别是在跨度较大的工程中表现出了明显的优越性。

然而在钢管混凝土拱桥的设计和施工中，其稳定性问题一直是困扰工程师们的难题。

本文旨在探讨钢管混凝土拱桥的稳定性问题和相应的解决方法，为相关工程实践提供参考。

2. 钢管混凝土拱桥的构造特点和受力情况钢管混凝土拱桥是一种以钢管为骨架、混凝土为填充物的桥梁结构。

其构造特点主要包括以下几方面：（1）柱与拱采用钢管混凝土结构，两者通过锚固套筒连接起来，形成整体结构；（2）拱段分布顺应曲线，通过节点连接完成整个结构；（3）横向变位通过悬臂梁与拱顶连接传递；（4）桥面铺装采用钢筋混凝土铺装层覆盖沥青路面。

钢管混凝土拱桥所受的荷载作用主要分为水平荷载和垂直荷载两种。

水平荷载包括风荷载和地震荷载，作用于桥梁的平面上。

垂直荷载包括自重和交通荷载，作用于桥梁的竖直方向上。

在桥梁的使用过程中，还可能出现冰雪荷载、水流荷载等非常规荷载。

3. 钢管混凝土拱桥的设计原则和设计计算方法（1）设计原则钢管混凝土拱桥的设计应符合以下原则：① 桥面宽度应符合交通规定，并满足行车安全和通行舒适性要求；② 拱形应满足静力平衡和刚度要求；③ 桥墩应满足稳定性和承载能力要求；④ 施工应符合安全、经济、高效的要求。

（2）设计计算方法钢管混凝土拱桥的设计计算方法应分为静力分析和动力分析两部分。

任意竖直荷载作用下半圆形拱计算

任意竖直荷载作用下半圆形拱计算姓名：钱文岭工作单位：金鹏装饰股份有限公司摘要: 用虚功原理和结构的对称性讨论了半圆形拱结构,在任意垂直荷载作用下的力学计算,可供结构设计和强度研究人员参考。

概述建筑结构中常遇到半圆形拱结构,如桥、某些房屋屋顶等就是如此, 在已有的资料里没有进行详细的讨论,本文先从集中荷载的情形开始讨论,再给出任意竖直荷载作用下的结果。

在进行受力分析时,轴力以拉为正, 剪力以使隔离体顺时针方向转动为正, 弯矩以里侧受拉为正。

拱的半径为R, EI为抗弯刚度, EA为抗拉压刚度, GA 为抗剪刚度, K 为剪力分布不均匀系数。

1.在一集中力P 作用下计算设有一力P 作用在由对称轴量起角度为θ 0 处,如图 1 。

将其分解为正对称荷载与反对称荷载的叠加(图1 半圆形拱结构集中力作用示意图如图2 、图3 )1. 1 正对称荷载作用下的计算根据对称性可简化为下图,如图4 、图5 。

力法典型方程:对于基本结构在X = 1 作用下有:对于基本结构在原荷载作用下:于是,基本结构在外荷载和X1 共同作用下,α处的内力为1. 2 反对称荷载作用下的计算此时可简化为图7 :这样,把正对称和反对称得到的弯矩、剪力和轴力分别叠加,即可得到在θ 0 处作用有P 时α处的弯矩、剪力和轴力为:当时当时2 整个刚架布满任意分布荷载时对于整个刚架布满任意分布荷载时,可将荷载分为两部分。

①0 到π/ 2 时的荷载记为q1 (α) ,向下为正。

②0 到- π/ 2 时记为q2 (α) ,向下为正。

再利用不对称荷载可化为对称结构正对称荷载和反对称荷载两种情形的叠加, 这样一来A C 部分正对称计算的荷载为按反对称计算的荷载为则θ处的内力表达式为:参考文献[ 1 ]龙驭求,包世华. 结构力学[ M ]. 北京:高等教育出版社,1987.[ 2 ]王俊奎,张志民. 板壳的屈曲与稳定[ M ]. 北京:国防工业出版社,1980.[ 3 ]刘锡良. 银河金属拱型波纹屋顶理论分析与实验研究[ C]. 第八届空间结构学术会议论文集. 开封,1997.。

拱结构受力特点-概述说明以及解释

拱结构受力特点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述拱结构是一种常见的受力结构，具有独特的受力特点和力学性能。

它以优美的曲线形态和高度的稳定性而闻名，广泛应用于桥梁、拱顶建筑、体育场馆等领域。

拱结构在受力时主要通过受压和受拉来平衡外力的作用，其中受拉的部分充当支撑的角色，而受压的部分则承担传递力的功能。

这种力的传递方式使得拱结构能够充分利用材料的受力性能，提高结构的承载能力和稳定性。

与其他受力结构相比，拱结构具有以下特点：首先，拱结构具有良好的均衡性。

在没有外力作用时，各个部分的受力状态良好平衡，整体结构呈现出稳定的状态。

这种均衡性使得拱结构能够承受较大的荷载，并具有良好的自重分配能力。

其次，拱结构具有较高的刚度和抗变形能力。

由于拱结构的曲线形态，使得它能够抵抗外部力的作用而保持形状稳定，不易发生明显的变形。

这种刚度和抗变形能力使得拱结构能够应对各种复杂的受力情况，确保结构的安全和稳定。

此外，拱结构还具有较好的力学性能。

在受力过程中，拱结构能够将外部荷载沿着曲线传递，产生较小的变形和内力集中。

这种力学特点使得拱结构能够实现力的合理分布，减小结构的应力集中，提高结构的承载能力和使用寿命。

综上所述，拱结构具有均衡性、刚度和抗变形能力较强以及良好的力学性能等特点。

对于工程建筑而言，了解拱结构的受力特点对于设计合理的结构、提高结构的稳定性和安全性具有重要意义。

同时，拱结构在实际应用中也有广泛的应用，如桥梁设计、建筑形态设计等领域。

对于研究和应用拱结构的工程师和设计师来说，深入理解拱结构的受力特点是非常重要的。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构是指文章在整体上的组织方式，包括章节划分、段落逻辑和篇章脉络等。

合理的文章结构能够使读者更好地理解文章的内容，使文章的论述更加清晰、有逻辑性。

本文的结构主要分为引言、正文和结论三个部分。

一、引言部分在引言部分，首先需要概述本文所要讨论的问题——拱结构受力特点。

钢管混凝土拱桥施工关键技术及稳定性分析

钢管混凝土拱桥施工关键技术及稳定性分析Chapter 1 Introduction钢管混凝土拱桥是现代桥梁结构中的一种重要形式，近年来在各种道路和铁路工程中得到了广泛的应用。

钢管混凝土拱桥的优越性能在于它具备了钢管和混凝土桥梁的优点，能够在大跨径和高荷载条件下承载结构，同时有较高的抗震能力和耐久性。

钢管混凝土拱桥的施工过程是一个具有挑战性的任务，它需要高度的技术知识和经验。

本文将介绍钢管混凝土拱桥的施工关键技术及稳定性分析。

首先，将介绍钢管混凝土拱桥的基本结构和设计要求。

其次，将讨论钢管混凝土拱桥的施工序列和关键技术。

最后，将对钢管混凝土拱桥的稳定性进行分析，以确保钢管混凝土拱桥的安全和可靠性。

Chapter 2 钢管混凝土拱桥的基本结构和设计要求钢管混凝土拱桥是由钢管和混凝土构成的，它具有轻质、高强、高刚性和良好的抗震性。

在设计中需要满足一些特殊要求，以确保桥梁的可靠性和安全性。

2.1 结构形式钢管混凝土拱桥是由一组弧形钢管和连接的混凝土组成的拱桥。

桥面直接支撑在钢管上，钢管和桥面一起受力。

为了保证桥梁结构的平衡和稳定，弓形钢管在跨度方向上把力传递到钢柱和混凝土砌块上。

钢管混凝土拱桥桥面上一般铺设混凝土板或钢板。

2.2 设计要求设计钢管混凝土拱桥需要满足以下要求：（1）满足各种相应的载荷要求，如荷载、地震、温度和疲劳等要求。

（2）搭建时拱出形状应满足理论形状，应校核拱形。

（3）设计应满足桥梁的稳定性，避免拱桥的侧扭和侧向振荡等现象。

（4）充分考虑钢管的保护性能，防止钢管的腐蚀和老化，确保整个结构的耐久性。

Chapter 3 钢管混凝土拱桥的施工序列和关键技术钢管混凝土拱桥的施工编排顺序应遵循钢管——加固空间网壳结构——混凝土固化。

钢管的高强度和铺装混凝土能极大地保护钢管不受机械损坏，从而延长桥梁的使用寿命。

3.1 钢管安装在施工中，首先需要进行钢管的加固与安装。

钢管的加固和安装关系到桥面的质量和稳定性，是整个结构的基础。

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+可知，支撑弯矩靠力臂的改变，而力臂的增加靠形态的改变。

Mx=chTh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。

大跨度钢管混凝土拱桥受力性能分析

参考内容
基本内容
随着经济的发展和科技的进步，我国基础设施建设规模不断扩大，尤其是大跨度桥梁的建设取得了长足的发展。大跨度钢管混凝土拱桥作为现代桥梁工程的重要类型，具有结构轻盈、跨越能力大、美观环保等优点，因此在公路、铁路和城市交通领域得到广泛应用。
然而，大跨度钢管混凝土拱桥施工过程复杂，涉及众多关键技术，如何确保桥梁施工过程中的稳定性、安全性和精度控制成为亟待解决的问题。本次演示旨在探讨大跨度钢管混凝土拱桥施工控制方面的研究，以期为类似桥梁工程建设提供理论支持和实践指导。
参考内容二
一、引言
随着现代工程技术的不断发展，大跨度桥梁的设计和施工越来越受到人们的。大跨度桥梁不仅在视觉上提供了宏大的景观效果，而且在功能上满足了跨越大型河流、峡谷或其他复杂地形的需求。在众多大跨度桥梁中，大跨度钢管混凝土拱桥因其独特的结构特性，如高强度、耐久性好、造价低等，而在桥梁工程中具有广泛的应用。
在实验研究方面，学者们通过制作缩尺模型、全桥模型等进行了各种加载实验，以探究拱桥的受力性能。这些实验表明，大跨度钢管混凝土拱桥具有良好的承载能力和变形性能，同时拱脚处容易出现裂缝。尽管实验研究在某些方面取得了成果，但仍存在实验条件与实际环境有所差异等问题。
本次演示主要研究大跨度钢管混凝土拱桥的受力性能，借助完善的理论和实验设施，旨在探寻拱桥结构中应力、应变和强度等指标的变化规律。首先，运用有限元软件建立大跨度钢管混凝土拱桥的数值模型，进行静力分析和模态分析，以获取拱桥在自重作用下的应力分布和振动特性。
文献综述
大跨度钢管混凝土拱桥的非线性地震反应研究已经取得了不少进展。国内外学者通过理论分析、实验研究及数值模拟等方法，对拱桥的地震响应进行了深入探讨。已有的研究主要集中在以下几个方面：

拱桥计算理论

（3）不同的主拱截面，联合作用的影响程度不同，拱脚， 1/8截面大，拱顶小。
（4）建模时，根据联合作用的大小，选择主拱或拱圈和拱上建筑的建模图式。
一、概述 Introduction
1、联合作用：荷载作用下拱上建筑参与主拱圈共同受力；
（5）主拱圈不计联合作用的计算偏于安全，但拱上结构不安全，不合理。
（6）梁板式拱上建筑不考虑联合作用，拱式拱上建筑考虑联合作用。
（7）整体型上承式拱桥必须考虑联合作用。
一、概述 Introduction
2、活载横向分布：活载作用不论是否在桥面中心，使主拱截面应力不均匀的现象。
（1）活载横向分布与许多因素有关，主要与桥梁的横向构造形式有直接关系。
（2）在板拱、箱拱情况下常常不计荷载横向分布，认为主拱圈全宽均匀承担荷载。
（ Calculation of Arch Bridges ）
一、拱轴线的选择与确定二、主拱圈结构恒载与使用荷载内力计算三、主拱附加内力计算四、主拱在横向水平力及偏心荷载下计算五、拱上建筑计算六、连拱作用计算简介七、拱桥动力及抗震计算要点八、主拱内力调整九、考虑几何非线性发主拱内力计算简介十、主拱圈结构验算
程。
经典线性理论基于三个基本假定，这些假定使得三组基本方程成为线
性。材料的应力、应变关系满足广义虎克定律；位移是微小的；约束是理想约束。
只要研究对象不能满足线性问题基本假定中任何一个时，就转化为各
种非线性问题。
一、概述 Introduction
3、非线性影响考虑
（1）什么是非线性？ Odin说过“ 我们生活在一个非线性世界里”。线性理论在许多情况下并不适用，开始了对非线性力学问题的研究。固体力学中有三组基本方程，即：本构方程、几何运动方程和平衡方

RPC拱结构的发展与应用

RPC 拱结构的发展与应用郭敏摘要: 阐述了活性粉末混凝土( R P C ) 的主要性能，归纳了拱结构的发展现状以及各类拱结构的特点，并详细分析了RPC 拱的应用情况，进而证明了 RPC 应用于拱结构的可行性。

关键词: 活性粉末混凝土( R PC ) ，拱结构，性能，强度，耐久性中图分类号: T U318文献标识码: A同时钢纤维的掺入和添加剂的使用，使得活性粉末混凝土无论在抗压、抗折强度还是在韧性和能量吸收方面都比高强混凝土有明显的优势，抗压、抗折强度可达到高强混凝土的2 倍～ 6 倍，见表 2; 韧性的增强恰恰弥补了高强混凝土脆性大、自收缩引起的早期稳定性差等问题。

表 2 RPC 200，RPC 800 与 HPC 制作工艺及力学性能比较 1 RPC 的发展与应用RPC 由法国 BOUYGUES 公司于 1993 年率先研制成功。

随后，美国、加拿大等国众多科研单位和企业也从事这方面的研究与开发工作。

目前，R PC 已成为国际工程材料领域的一个新亮点。

1． 1 RPC 主要性能特点与高强和高性能混凝土( H PC ) 相比，由于配比材料的改善，其内部密实度大大提高，因此耐久性得到了进一步的提高，见表1。

表 1 普通混凝土、高性能混凝土和 RPC 耐久性的比较在提倡环保节能的建筑大环境中，RPC 还具有高环保的性能。

櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅结构采用同一材质便于工程管理，建模分析时，可根据起控制作用的因素选择，强度起控制作用时，采用 Q 345，稳定起控制作用时，采用 Q 235。

当工程出于经济考虑时，也可选择不同强度钢材的组合截面。

构件细部优化时，可参照图形文件输出结果。

如可以根据弯矩包络图确定变截面的分布; 剪力图控制腹板高度; 根据挠度和位移图可选择增加梁柱截面高度来限制变形等。

板的拱效应定义

板的拱效应定义1.引言1.1 概述概述部分的内容可以如下所述：概述板的拱效应是指在受到外力作用时，板状结构在支撑点或者边界处产生的拱状弯曲。

该效应是结构力学中的一个重要现象，广泛应用于建筑、桥梁、航空航天等领域。

在传统的结构设计中，我们通常会将板状结构看作是承受均匀分布载荷的平面结构，而忽略了其他复杂的因素。

然而，实际情况中，板状结构通常会受到不均匀的载荷分布或者边界条件的限制。

这时，板的拱效应就会发生。

拱效应的物理原理是板状结构在受到外力作用时，在支撑点或者边界处产生的弯曲反力会沿着板的边缘传递，并形成一种内力的平衡状态。

这种内力的平衡状态使得板状结构能够更有效地承受外力，提高了其刚度和承载能力。

板的拱效应在结构设计中具有重要的意义。

它能够减少结构的变形和挠度，提高结构的稳定性和安全性。

同时，拱效应也可以用于优化结构设计，如减少材料的使用量、提高结构的经济性等方面。

本文将详细介绍板的拱效应的定义和物理原理，并探讨其在实际工程中的应用和展望。

通过对板的拱效应的深入了解，我们能够更好地理解结构力学中的这一重要现象，并在实际工程设计中灵活应用，从而提高结构的性能和可靠性。

文章结构部分的内容可以是以下内容之一：1.2 文章结构：本文主要包括引言、正文和结论三个部分。

引言部分概述了本文的主题和目的，从整体上介绍了板的拱效应以及其定义的重要性和现实意义。

正文部分主要分为两个小节：板的拱效应定义和拱效应的物理原理。

2.1 板的拱效应定义部分详细解释了板的拱效应的概念和定义。

在这部分中，将对板的拱效应进行简要介绍，包括什么是拱效应、拱效应是如何发生的以及拱效应的特点和影响因素等内容。

2.2 拱效应的物理原理部分深入探讨了拱效应发生的物理原因和机制。

在这部分中，将介绍板的拱效应是如何产生的、拱效应与结构稳定性的关系以及拱效应的物理原理等内容。

同时，还可以通过一些实例或数学模型来说明拱效应的具体原理和计算方法。

结论部分总结了本文的主要观点和结论，对板的拱效应的定义和物理原理进行了总结回顾。

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：

木拱桥结构形式及中国编木拱技术研究价值

木拱桥结构形式及中国编木拱技术研究价值刘君平;杨艳;陈宝春【摘要】木拱桥在桥梁史中占有重要的地位,文章主要对其发展历史和结构形式,特别是我国的编木拱桥进行了探讨.木拱桥拱肋结构形式可分为木肋、木桁肋、编木拱和其它4种.其中,木肋和木桁肋主要分布在欧洲,而编木拱仅在中国建有并大量留存.同时,肋拱和桁拱在其他材料拱桥中也有大量的应用,并不是木拱的特有形式,而中国编木拱结构形式在其他材料拱桥中并未见到.同时,编木拱相关试验结果与理论分析表明,其结构受力特点与现有结构力学分析结果存在较大差异,并不属于一般的二维平面或三维空间杆系结构.因此,开展编木拱的力学计算方法研究,对于发展结构力学理论也具有重要的理论意义.【期刊名称】《福建建筑》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】6页(P65-70)【关键词】木拱桥;结构形式;中外;差异;编木拱;研究价值【作者】刘君平;杨艳;陈宝春【作者单位】福州大学土木工程学院福建福州 350116;福州大学土木工程学院福建福州 350116;福州大学土木工程学院福建福州 350116【正文语种】中文【中图分类】U443拱结构是人类桥梁史上最伟大的成就之一，有着极高的技术和美学价值。

木材作为天然的材料，在桥梁结构中的应用有着悠久的历史，许多国家都曾修建过木拱桥，但由于木拱桥易腐烂等种种原因，遗存数量不多，因此木拱桥并不被大众所熟悉。

但其实木拱的结构形式丰富多样，是木桥结构表现形式最为丰富的一种。

根据遗存的木拱桥结构形式，按拱肋形式大致可划分为4种：木肋、桁肋、编木拱肋和其它形式[1-2]。

木肋拱与桁肋拱主要分布在欧洲等地，这与欧洲在罗马时期的建筑文化渊源密切相关。

编木拱仅存于中国，主要与中国古代房屋结构的受力构件梁柱有关，受古代主流建筑的影响，主拱采用原木穿插的编木结构体系。

本文通过介绍中西方木拱桥结构形式，分析中西方木拱桥结构的差异，促进我国木结构桥梁的应用与发展，同时也希望推动编木拱桥计算理论模式的发展。

桥梁的种类及举例介绍分析

各种桥梁的简介建桥最主要的目的: 为了解决跨水或者越谷的交通，以便于运输工具或行人在桥上畅通无阻。

若从其最早或者最主要的功用来说，桥应该是专指跨水行空的道路。

桥梁也随着历史的发展而不断发展。

桥梁分为梁式桥、拱桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥。

（一）梁式桥：梁式桥是我国应用最为广泛的桥型之一，在全国范围内占有较大的比重。

早期修建的梁式桥，特别是20世纪50~70年代修建的梁式桥，由于当时交通量小，修建时技术标准普遍偏低。

随着交通量的不断增大，原有桥梁也大有改进。

梁式桥种类很多，也是公路桥梁中最常用的桥型，其跨越能力可从20m直到300m之间。

公路桥梁常用的梁式桥形式有：按结构体系分为：简支梁、悬臂梁、连续梁、T型刚构、连续刚构等。

按截面型式分为：T型梁、箱型梁（或槽型梁）、衍架梁等。

梁式桥跨径大小是技术水平的重要指标，一定程度上反映一个国家的工业、交通、桥梁设计和施工各方面的成就。

梁式桥精度与安全性的分析：把具有相当宽度的桥梁简化为单根细梁计算总内力，当集中力作用于宽桥上时，桥面发生双向挠曲，集中力作的功，成为两个方向上的变形能耗散掉了；对于单根无限细梁，同样集中力作的功，只变为一个方向上的变形能，因此算得的变形要稍微大些，内力是从变形算变形算来的，所以内力也稍微大些。

世界最大跨径V撑梁式桥——广州黄洲大桥于7月28日在海珠区新窖镇琶洲岛奠基。

黄洲大桥主桥采用预应力混凝土V撑钢体结构——连续梁组合结构，引道长175米，引桥穆斯林635米，主桥长570米。

此桥远远长于同类桥梁中主跨径为80米左右的长度，是目前世界上V撑梁式桥中主跨径最长的桥梁。

V撑梁式桥技术含量高、施工难度大。

V撑桥造型美观，具有强烈的时代气息，它将使珠江更加光彩夺目。

简支梁桥河南开封黄河公路大桥开封黄河大桥于2004年9月开工建设，2006年11月28日建成通车，总投资约20亿元，全长7.8公里，主桥长1010米，桥宽37.4米。

开封黄河大桥的建设在五个方面创下了全国第一：一是桥的长度及其七座塔的桥式和八桥跨的连续数量，在国内居第一，在世界上居第二，只有美国有一座九塔桥。

深基坑拱型支护结构拱中部位移控制分析

深基坑拱型支护结构拱中部位移控制分析摘要：基于当前技术现状，本文通过分析论证，研究深基坑拱型支护结构拱中部位移发展，研究结果表明，抛物线无铰拱跨中挠度与拱跨比呈强非线性关系，近似为对数关联，在拱跨比小于0.01时，拱跨中挠度随着拱跨比的增加迅速减小；当拱跨比达到0.03后，拱跨中挠度基本不再变化。

通过影响因素分析得到可调控拱跨比、跨中弯矩来控制拱中部位移的方法，为类似工程提供有益参考。

关键词：拱形支护结构；深基坑；拱跨中挠度；控制方法随着城市化进程的不断深入，城市用地日益紧张，地下空间工程的重要性也逐步凸显。

然而紧凑的城市用地，导致各种类型的深基坑层出不穷，其中拱形基坑作为最主要的形势，被行业工程师所熟知。

目前针对拱形深基坑支护结构的研究仍然局限于空间效应[1]的影响分析，关于拱形支护结构位移的分析鲜有报道。

基于当前技术现状，本文通过分析论证，研究深基坑拱型支护结构拱中部位移发展，并通过影响因素分析得到拱中部位移控制方法，为类似工程提供有益参考。

1工程案例1.1工程概况针对某一工程长条形基坑进行了具体实施，其工程概况：场地位于昆明市西山区，拟建项目规划总用地面积 44734.8 ㎡，基坑垂直开挖线周长约861.3m，设有一层地下室，基坑开挖深度4.8～7.3m，基坑长边长度约104.0m，短边长度约39.0m。

基坑东面为西华路，东南角基坑开挖线距保留建筑华苑净距为8.3m，基坑开挖深度较小，若基坑支护结构失效，土体过大变形对基坑周边环境的有较为严重的影响，因此支护结构的安全等级为二级。

根据地质勘查报告、周边环境条件、基坑开挖深度，初步拟定基坑采用悬臂桩支护方案，采用的支护方案为：拱形悬臂桩支护方案。

根据地质勘查报告，可得到表1中基坑该区域详细的地质条件信息。

表1实施例土层地质抗剪强度参数表层号土类名称重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(°) 1杂填土19.512.009.002粘性土18.232.0013.003泥炭质土15.08.50 6.504粘性土17.730.0010.005粉土18.617.0021.006粘性土17.730.0010.007粉砂18.817.0022.008粘性土18.030.0010.001.2深基坑拱形支护结构特点（1）拱形支护结构适用于矩形深基坑，深基坑平面形状近似于矩形，且基坑两侧边深度一致，相交角度在90°附近。

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
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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

空间结构作用机理研究论文素材

空间结构作用机理研究论文素材引言：空间结构作为建筑设计中的重要组成部分，对建筑物的稳定性、承载能力和安全性起着至关重要的作用。

针对空间结构的作用机理进行研究，有助于深入理解其工作原理，优化结构设计，并提高建筑物的整体性能。

本文将收集和整理一些关于空间结构作用机理的论文素材，以期为相关研究提供参考和启示。

一、空间结构的定义和分类空间结构是指三维空间中由构件、节点和连接组成的结构系统。

根据结构的性质和形式，空间结构可以分为网壳结构、桁架结构、拱结构、索结构等。

各种结构形式具有不同的应用场景和特点，对于不同的建筑任务和荷载条件有不同的适应性。

二、空间结构的力学分析方法为了研究空间结构的作用机理，需要运用力学分析方法进行研究和验证。

常见的空间结构力学分析方法包括有限元法、弹性力学理论、位移法等。

这些方法有助于研究人员深入理解结构的应力分布、变形性能和抗震性能等关键参数。

三、空间结构的作用机理研究案例1. 网壳结构的荷载传递机制研究论文通过有限元模拟和实验测试，研究了网壳结构中的荷载传递机制。

结果表明，在网壳结构中，主要由节点和连杆承担荷载，在荷载作用下，节点的受力情况会不断变化，需要进行动态监测和调整。

2. 桁架结构的刚度特性研究该论文通过数值分析和模型试验，研究了桁架结构的刚度特性。

结果表明，桁架结构的刚度主要由构件的材料和截面尺寸决定，刚度越大，结构的抗弯能力和整体稳定性越好。

3. 拱结构的稳定性分析本研究通过数值模拟和理论分析，对拱结构的稳定性进行了研究。

结果表明，拱结构在受到偏心荷载时，容易产生稳定性失效，需要通过合理的构造设计和荷载控制来增强其稳定性。

4. 索结构的振动特性分析该研究采用了模态分析和频率响应分析方法，研究了索结构的振动特性。

结果表明，索结构在特定频率下易受到共振现象的影响，需要通过调整结构参数来避免共振产生的不良影响。

结论：空间结构作用机理的研究对于优化结构设计、提高建筑物整体性能具有重要意义。

拱坝的应力分析简介和强度控制指标.

重新返回计算 N (a)最初位置 (b)径向变位 (c)径向调整 (d)切向调整 (e)扭转调整
Y
检验三向变位是否都满足
Y
最终拱梁分配荷载
拱冠梁法计算拱坝应力拱冠梁法是近似一种简便拱梁分载法。一般沿坝高选取(=5～9) 层单位高度水平拱圈，在拱冠处截取单宽悬臂梁，组成层拱圈和1根梁的拱梁交汇系统。利用 n ×1个交点建立个变位协调方程式。各方程中包含个交点处梁应分配到的待求的径向荷载强度为 xi 而拱则相应分配到的荷载为 ( p i xi ) 联立求解此元一次方程组，得到个的定解；拱、梁分担的荷载确定以后，分别按纯拱法和悬臂梁计算各自的应力。该法假定拱圈其他各点的水平径向荷载与拱冠处相同，非拱冠处其他悬臂梁的水平外荷载也都与拱冠梁同一高程的外荷载相同。
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（2）拱梁分载法概念：拱梁分载法是将拱坝视为由若干水平拱圈和竖直悬臂梁组成的空间结构，坝体承受的外荷载一部分由拱系承担，一部分由梁系承担，拱和梁的荷载分配由拱系和梁系在各交汇点（共轭点）处变位一致的条件来确定。拱梁分载法的两个基本原理 ①内外力替代原理 ②唯一解原理。
拱梁分载法计算思路概述荷载分配以后，梁是静定结构，应力按照材料力学公式计算；拱的应力可按纯拱法求出内力后按照材料力学中相应公式计算。荷载分配可采用试载法，先将总的荷载试分配由拱系和梁系承担，然后分别计算拱、梁变位。第一次试分配的荷载不会恰好使拱和梁在共轭点的变位一致，必须再调整荷载分配，继续试算，直到拱和梁在共轭点的变位接近一致为止
纯拱法也只能计算到轴向力、水平力矩和径向剪力，因此，还不足以充分反映拱坝的实际受力情况。但纯拱法力学概念明确，计算思路清楚，计算较为简单，对于狭窄河谷中的薄拱坝，仍不失为一个简单实用的计算方法。纯拱法计算过程从拱坝中截取的某一层拱圈称为原结构，原结构为三次超静定弹性拱。该基本结构上的超静定未知力可用力法求解。根据基本结构切开处二侧相对位移为零的变形连续条件，可列出切口处的三个力法方程为：

《采场压力拱演化特征及失稳机理分析》

《采场压力拱演化特征及失稳机理分析》篇一一、引言在矿山开采过程中，采场压力拱的形成与演化是矿体稳定性的关键因素之一。

本文旨在分析采场压力拱的演化特征及失稳机理，为矿山安全生产提供理论依据和指导。

二、采场压力拱概述采场压力拱是指在矿山开采过程中，由于岩体自重及采空区上覆岩层的压力作用，在采场内形成的具有一定承载能力的自然拱形结构。

其形成与演化直接影响着矿体的稳定性及安全生产。

三、压力拱演化特征1. 形成阶段：随着采矿活动的进行，采空区上方的岩层在自重作用下逐渐压实，形成初期的压力拱。

此时，拱形结构较为薄弱，需密切关注其稳定性。

2. 稳定阶段：随着时间推移，压力拱逐渐达到稳定状态，其承载能力增强，对矿体稳定起到重要作用。

在此阶段，需对压力拱进行定期监测，确保其处于安全状态。

3. 失稳阶段：若采矿活动不当或地质条件发生变化，压力拱可能失去稳定性，导致矿体失稳甚至发生安全事故。

此阶段需采取措施预防失稳事故的发生。

四、失稳机理分析1. 地质因素：地质构造、岩体性质、地应力分布等是影响压力拱稳定性的重要因素。

如地质构造复杂、岩体破碎、地应力分布不均等可能导致压力拱失稳。

2. 采矿活动：不合理的采矿顺序、爆破震动、支护不到位等采矿活动可能破坏压力拱的稳定性，导致失稳事故的发生。

3. 人为因素：安全管理不到位、员工操作不当、设备故障等人为因素也可能导致压力拱失稳。

五、预防措施与建议1. 加强地质勘探：了解矿体地质构造、岩体性质及地应力分布等，为矿山安全生产提供依据。

2. 合理设计开采方案：根据地质条件，制定合理的开采方案，确保采矿活动的有序进行。

3. 加强监测与预警：对压力拱进行定期监测，及时发现异常情况并采取相应措施，确保矿山安全生产。

4. 提高员工素质：加强员工培训，提高员工的安全意识和操作技能，减少人为因素对矿山安全的影响。

5. 及时处理危险源：对发现的危险源及时处理，防止其扩大化，确保矿山安全生产的持续进行。

拱极的意思-解释说明

拱极的意思-概述说明以及解释1.引言1.1 概述拱极是一种建筑结构形式，通过将力量分散到支撑结构的其他部分来实现对建筑物的支撑。

这种结构设计在历史上被广泛应用，并且在现代建筑工程中也起着重要作用。

本文将探讨拱极的定义、历史和应用，以及对拱极意义的总结和未来展望。

通过对拱极的深入了解，我们可以更好地理解这种古老而重要的建筑结构，并为未来的建筑设计提供更多的启发和创新。

1.2 文章结构文章结构如下：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。

在概述部分，将介绍拱极的概念和意义；文章结构部分将说明本文的篇章结构和各部分的内容安排；在目的部分，将说明本文的写作目的和意义。

正文部分主要包括定义拱极、拱极的历史和拱极的应用三个小节。

在定义拱极部分，将介绍拱极的基本定义和理论意义；在拱极的历史部分，将介绍拱极概念的发展历程和相关领域的研究现状；在拱极的应用部分，将介绍拱极在工程、建筑、设计等领域的实际应用和意义。

结论部分主要包括总结拱极的意义、展望拱极的未来和结论和建议三个小节。

在总结拱极的意义部分，将对拱极的重要性和意义进行总结和概括；在展望拱极的未来部分，将对拱极研究和应用的前景进行展望和分析；在结论和建议部分，将对拱极相关研究和实践提出结论和建议。

1.3 目的：撰写本文的目的在于深入探讨拱极的意思，包括其定义、历史、应用以及未来展望。

通过对拱极的研究，我们可以更好地理解其在建筑、工程和艺术领域的重要性，同时也能对其所代表的文化和历史价值有更深入的认识。

同时，我们也希望通过本文的撰写，能够激发读者对于拱极的兴趣，并为相关领域的专业人士提供一些启发和思路。

最终，我们希望本文能够为拱极的研究和应用提供一些新的视角和见解。

2.正文2.1 定义拱极拱极是一种结构形式，通常由两个部分组成：拱形和支撑。

拱形是一种弯曲的结构，能够承受外部载荷并将其传递到支撑结构上。

支撑是将拱形结构固定在地面或其他支撑物上的支持元素。