拱形承压的原理

拱形承压的原理

壳体具有三大功能，即强度大、刚度大和板架合一，这是由于壳能双向直接传力、具有极大空间刚度和屋面与承重合一的面系结构。
(一)拱
东西方古国，很早就产生了拱结构。如：中国的弧拱、古埃及、希腊的券拱；古罗马的半圆拱；拜占庭的帆拱；罗马建筑的肋形拱；哥特建筑的尖拱等。
现代的拱结构多采用圆弧拱或抛物线拱，其所采用的材料相当广泛，可用砖、石、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土，也有采用木材和钢材的。拱结构的应用范围很广；最初用于桥梁，在建筑中，拱主要用于屋盖、或跨门窗洞口，有时也用作楼盖、承托围墙或地下沟道顶盖。
拱所承受的荷载不同，其压力曲线的线形也不相同，一般按恒载下压力曲线确 定；在活载作用下，拱内力可能产生弯矩，这时铰的设置就会影响拱内弯矩的分布状况。与刚架相仿，只有地基良好或两侧拱肢处有稳定边跨结构时才采用无铰拱，这种拱很少用于房屋建筑。双铰拱应用较多，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，如西安秦俑博物馆展览厅，由于地基为Ⅰ-Ⅱ级湿陷性土而采用67m跨的三铰拱。
拱身可分为两大类，即梁式拱和板式拱。
粱式拱有两种：
(1)肋形拱；
(2)格构式拱。
2．板式拱有六种：
(1)筒拱；
(2)凹波拱；
(3)凸波拱；
(4)双波拱；
(5)折板拱；
(6)箱形拱。
拱以曲杆抗衡并传递外力给支座，故铰支座不仅承受竖向力，并有相当大的水平向外的拱脚推力，其合力就位于拱轴曲线在支座点的切线方向上。拱脚有推力是其主要力学特征之一，矢高f越小，推力越大。一次超静定的双铰拱，支座的垂直或水平位移均会引起 内力变化，对支座在推力作用下无变位的要求就更严格。由此可见，为了使拱保持正常工 作，务必确保其支座能承受住推力而不位移，故拱脚推力的结构处理，是拱结构设计的中 心问题。
3．一般，抵抗推力结构的处理方案，有下列几种：
(1)推力由拉杆直接承担；
(2)推力由水平结构承担。

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向心力原理