建筑结构作为建筑物的基本受力骨架而形成人类活动的空间，以满足人类的生活、生产需求及对建筑物美观的要求。结构是建筑物赖以存在的物质基础，无论是工业建筑、居住建筑、公共建筑或某些特种构筑物，都必须承受自重和外部荷载作用（如风荷载、雪荷载和地震作用等）、变形作用（温度变化引起的变形、地基沉降、结构材料的收缩等）以及环境作用（阳光、雷雨和大气污染作用等）。建筑材料和建筑技术的发展决定着结构形式的发展，而结构型式对建筑的影响最直接最明显。 拱结构类型、特点与应用 姓名：郭威 学号：20113977 班级：建筑学11-1班 摘要：拱结构是以受压为主的结构，拱截面有一定的刚度，其类型多种多样，充分发挥抗压材料的特性，利于建筑跨度较大的建筑物或桥梁等。 关键词：拱 结构 建筑 桥 正文：建筑结构作为建筑物的基本受力骨架而形成人类活动的空间，以满足人类的生活、生产需求及对建筑物美观的要求。结构是建筑物赖以存在的物质基础，无论是工业建筑、居住建筑、公共建筑或某些特种构筑物，都必须承受自重和外部荷载作用（如风荷载、雪荷载和地震作用等）、变形作用（温度变化引起的变形、地基沉降、结构材料的收缩等）以及环境作用（阳光、雷雨和大气污染作用等）。建筑材料和建筑技术的发展决定着结构形式的发展，而结构型式对建筑的影响最直接最明显。 拱是一种历史悠久、至今仍在大量使用的结构形式。古今中外的能工巧匠和工程师们为我们创造了许多杰出的拱结构典范，至今仍然为人们称道，如我国古代的赵州桥、古罗马的半圆拱券城门、哥特式建筑的尖拱等。当构件截面上承受均匀的应力作用，材料的利用效率最高，往往形成性能良好的结构体系。拱结构的受力状态与悬索结构有异曲同工之处，区别在于悬索只能受拉，而不能自由变形。 拱是建筑上一个出色的成就。罗马建筑师们最先广泛应用并发展半圆形拱。除了拱、拱顶和圆顶以外，他们还发现并利用混泥土和砖，于是发生了建筑革命。用了拱、拱顶和圆顶，罗马人就能够取消横梁和内柱。拱使他们可以把结构的重量重新安置在较少而且较结实的支撑物上。结果内部空间就宽敞了。在拱发明之前，结构必须在里面和外面都横跨在柱上，柱间距离必须仔细计算，以防横梁在过大的应力下折断。拱并未过时，和所有建筑一样，它的概念和用途还在发展中，随着新型建筑材料的发明和利用，建筑师可以把许多数学曲线和形状结合起来，用在他们的设计和创造中。 拱结构的类型 拱结构的类型多种多样，按照材料分类，有砖石砌体拱结构、钢筋混凝土拱结构、钢拱结构、胶合木结构等；按照结构组成和支撑方式分类，有无铰拱、两铰拱和三铰拱，无拉杆拱和有拉杆拱。按拱轴的形式分类，有半圆拱和抛物线拱；按拱身截面分类，有实腹式和格构式、等截面和半截面等。 三铰拱 两铰拱 无铰拱 拱结构的受力特点 拱是承受轴压力为主的结构，在一定的荷载作用下，可以改变拱身轴线形状，使拱身各截面的弯矩为零，这样拱身各截面就只受轴向力作用；拱身截面内的剪力小于在相同荷载作用下相同跨度简支梁内的剪力；拱身截面内存在较大的轴力，而简支梁截面内无剪力存在。水平推力的平衡时影响拱结构选型的一个重要问题，拱推力和拱的矢高成反比，拱越高，则推力也越小。 拱受力状态 利于侧面框架结构 三、拱结构在建筑中的一些应用 赵州桥坐落在河北省赵县洨河上。建于隋代大业年间，由著名匠师李春设计和建造，距今已有约1400年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。通过对拱结构的出色使用，减少了建设用的石料，减轻桥重，而且易于水流通过，在汛期河水上涨的时候，不会对桥身产生巨大的冲击，桥可以更长久的使用。在主拱券的上边两端又各加设了二个小拱，一是可节省材料，二是减少桥身自重，而且能增加桥下河水的泄流量。 赵州桥大拱 两侧小拱 同济大学大礼堂是由同济大学建筑设计研究院于1959年设计，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。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至于产生滑移。 礼堂外观 礼堂内部 美国圣路易市杰斐逊国家纪念碑，这座高宽各为190米的外贴不锈钢的抛物线形拱门，造型雄伟，线条流畅，象征圣路易斯城是美国国土从东向西，由南到北发展的门户，由埃罗·沙里宁于20世纪中叶所设计。以俯视的角度看去，杰斐逊纪念碑巨大的体量超出其附近多数高层建筑，仿佛是在巨大天空背景下通向未来先进文明的一扇门，其独特的拱结构造型结合特殊的金属材质，在蓝天白云的背景映衬下，显得更加挺拔，给人以一种生机勃勃，令人跃跃欲试的冲动。而当我们以正常视角去观看它时，会不由自主地被它那巨大的体形所震撼，而这时整个建筑才更加显得具有雕塑的特征，从心理感受出发，使人不由自主被它的结构美所吸引，忍不住想去接近它。这个作品实现了拱结构与艺术创作的完美结合。 俯视角度 仰视角度 拱结构除了在建筑中的运用，最多的就是在大型桥梁上被使用的了。拱肋桁架是桁架拱桥中的主要承重部分，其布置形式的合理性对整个桥梁体系的质量起着至关重要的作用。在大跨度桁架桥中常用的桁架布置形式有三种：K式、P式、W式以及再分式等。目前国内修建的公路拱桥，主要为无推力系杆拱或有推力的无铰拱，钢桁架桥梁与桥墩或基础间不宜选用固结，因为固结会使得局部杆件产生巨大的次杆端弯矩，使其无法承受轴力。目前世界上的桁梁桥基本上都是铰接方式。浙江义乌丹溪大桥主桥为钢管混凝土拱桥，主跨88米，主拱之间没有横撑，采用斜靠拱抵抗侧向水平力。外观优美，不像受普通钢管拱横撑的影响，视野开阔。桥面钢主梁采用顶推/牵引法施工。上海卢浦大桥钢结构拱的跨度达550m，比已建成最大的美国西弗吉尼亚大桥还要长32m，成为目前世界上跨度最大的拱形桥，体现了拱结构在建造较大跨度建造物或桥梁方面的优越性。 丹溪大桥 卢浦大桥 总结：拱结构受力性能较好，适用范围广泛，与其他结构形式结合，更可创造出新型的组合结构形式，为现代建筑提供了广阔的创新空间。
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