《建筑结构选型》（第二版）课件第八章

1、第八章 拱结构第一节 拱的结构特点与优缺点第二节 承受拱水平推力的结构处理方法第三节 拱结构的型式与主要尺寸第四节 拱建筑的建筑实例第五节 新型的结构组合型式第一节 拱的结构特点与优缺点*与梁结构相比，拱结构受力有什么特点？ 梁结构是以受弯为主，拱结构是以受压为主。*与桁架结构相比，拱结构受力有什么特点？ 桁架结构相当于一个受弯构件（弦杆承受弯矩，腹杆承受剪力），而拱结构是以受压为主。*悬索结构与拱结构的区别是什么？ 悬索结构充分利用钢材受拉的有利性能，而拱结构充分利用了砖石或钢筋混凝土的受压性能。悬索受力状态拱受力状态*拱结构的优缺点是什么？1）优点：截面较小，充分利用了抗压性能好的材料。2

2、）缺点：水平推力的存在是一件麻烦且费材料的事。第二节 承受拱水平推力的结构处理方法*处理拱水平推力的方法有哪一些？1）利用地基基础直接承受水平推力。2）利用侧面框架结构承受水平推力。3）利用拉杆承受水平侧力*落地拱结构的优缺点？1）优点：外型别致。2）缺点：建筑空间高度较小。*。如何使落地拱更有效地抵抗水平推力1）基础底面做成斜面形状2）要求地基的土质条件较好3）落地拱的拱结构直接落地*。落地拱的适用范围是什么？仓库和小型体育健身房为了避免框架产生过大的水平位移和或倾斜，拱结构两侧的框架必须有足够的刚度。*。什么是拉杆供？在拱脚处设置钢杆，利用钢杆受拉从而抵抗拱的推力。在拱结构的范围内直接解决

3、推力问题，而不致将推力传给支承拱的结构构件上。故普遍用于屋盖结构上。*。拉杆设计有何要求？1）推力较大时用型刚劲性拉杆；推力较小时采用圆钢柔性拉杆。2）根数不超过三根，使拉杆受力均匀。吊杆的作用是为了避免拉杆在自重作用下严重下垂第三节 拱结构的型式与主要尺寸*。拱结构的型式有哪一些？1）按力学结构分，有三铰拱、两铰拱和无铰拱。2）按外型分，有半圆拱和抛物线拱。三铰拱两铰拱无铰拱*。什么是合理的拱轴，如何确定？使拱在荷载作用下处于无弯矩状态拱轴。应使拱尽量减少弯矩、主要承受轴力、根据主要荷载来确定合理的拱轴。*。拱高与拱脚推力的关系如何？拱高大时，推力就小；拱高小时，推力就大。在均布荷载作用下的

4、合理拱轴线。*。拱高的取值范围是什么？*。什么叫无推力拱？即半圆拱，其拱脚推力为0。受力经济合理，但半圆拱的矢高为跨度的一半，大跨度时矢高显得非常高耸，故很少用于建筑屋盖上。钢筋混凝土拱的拱身截面高度可按h=(1/30-1/40)l采用，拱身截面宽度为b=25-40cm*。为何屋盖应采用有拉杆的抛物线？因为其拱高小，推力通过拉杆自平衡。第四节 拱建筑的建筑实例*.北京崇文门菜市场-两铰拱结构大厅周围为小营业厅，仓库及其它用房，采用框架结构。拱的水平推力和垂直压力由两侧的框架承受。拱为装配整体式钢筋混凝土结构。预制拼装结构湖南湘澧盐矿散盐库方案1：钢筋混凝土排架结构；方案2：拱结构方案1：3/5

5、的建筑空间不能充分利用，而且盐通过皮带卸入仓库时，经常冲击磨损屋架和支撑，对钢支撑和屋架有不利影响。方案2：由于选择了合适的矢高和外形，建筑空间得到了比较充分的利用。采用两铰落地拉杆拱。法国巴黎国家工业与技术展览中心大厅德国莱比锡新会展中心玻璃大厅建 筑 师GMP该矩形平面的展览厅宽79米，长243米, 拱顶高度30米。总建筑面积20000平方米。结构采用10榀钢制格构式无铰拱横跨屋顶，为克服风荷与雪荷，每25米另加一联系桁架（正交方向）。这些拱架完全外露于点式连接的玻璃屋面之上，不占据内部有效空间。轻盈的结构骨架和玻璃屋面相互配合，取得十分精彩的空间和形象效果。伦敦滑铁卢火车站国际站房建 筑

6、 师尼古拉斯格雷姆肖屋盖结构采用37榀不对称的三铰拱沿长度方向排列，清晰明了，韵律感强，并和采光天窗布置结合紧密。各屋架都是由弓形和弦形桁架串联起来的三铰拱，中间的铰结点向南侧偏移，使南侧空间升高，以满足边道列车的净高要求。 屋架的弓形部分外露，玻璃屋面镶嵌在其下方，使大厅获得明媚的阳光和开敞的景观。弓形一边，屋架暴露在室内，上面是镶嵌菱形天窗的复合板屋面。挪威哈马尔奥林匹克体育馆建 筑 师尼尔斯 托普建筑事务所 比翁&比翁建筑事务所建筑的屋盖处理成倒扣的北欧海盗船的形状。为缩小建筑体量，比赛厅空间部分下沉，屋盖与室外地面之间以低矮的钢筋混凝土斜柱过渡，加上拱形屋盖收敛的形象特征，使巨大的建筑

7、融于环境中，隐隐约约，如同一艘被打翻了的遇难船只，与这一地区的自然风貌和历史文化产生十分亲近的共鸣，并成为一个新的标志性建筑。屋盖结构采用沿短跨方向平行排列19榀木拱架，两端在跨度和高度上逐渐收缩。在最高点以一纵向大拱架把它们连为一个整体，以解决整体的稳定问题。支承结构采用钢筋混凝土框架。从造型设计角度，拱形的屋面结构形态减小了侧墙的高度，使屋面成为视觉的重点，为建筑造型提供了理想的基础。建筑师因势利导，结合中央主拱及天窗的布置，对屋面板进行了几道横向的纹理划分，进一步突出了建筑体量的纵向效果，恰似船两舷的厚木板。这一方面对尺度过大的屋面进行了划分，同时又强化了船的形象特征，还获得了理想的采光效果。白天为大厅提供充足的天然采光，夜晚从窄缝天窗中透射出的光线照亮屋面，使与众不同的建筑形象得以继续显现。施工过程建成效果第五节 新型的结构组合型式江西省体育馆采用空间曲线拱悬吊二块平板网架的做法，形成了拱、吊架与网架组合受力的大跨度空间结构在大拱下面布置了采光天窗，并形成由两端向中间倾斜的屋面，减少了比赛场地上空不必要的空间，有利于节省室面空调能耗。用拱悬吊网架，使一个大跨度屋架分割成二个跨度较小的网架，屋盖用钢量相应下降。拱的下部作为室内看台的支点，拱身中空的箱形断面又作为管道使用，各种电缆线和屋面排水管都从箱内通过。先制作一个钢管混凝土拱形骨架，作为施工期间的承重支架，大拱的模板就