拱结构

摘要： 文章针对1/6矢跨比圆弧拱在基础竖向简谐加速度激励作用下的动力稳定性展开了试验研究,发现基础竖向激励频率大约为拱的自振频率的2倍时,拱发生激烈的面外发散振动,最终导致面外参数动力失稳。通过基础周期激振下拱面外动力失稳试验,以及TIPA激振器模拟基础激励,利用NDI动态采集仪测定结构动态响应探明了拱面外动力失稳特征及失稳模态,揭示了拱发生动力失稳的变化规律与机理,即拱发生面外振动的最大振幅与加速度大小正相关,随着加速度增大,不稳定域稳带宽也随之增大。

摘要： 钢木组合结构是一种具有良好受力性能和较优经济效果的新型组合结构形式。本文以某工程为例,考虑支座非均匀变形的影响,采用通用有限元软件对选取的代表榀钢木组合拱进行有限元分析。结果表明:非均匀支座变形及支座相对变形方向对钢木组合拱的受力性能有较大影响,对钢和木构件受力性能影响有所差异;下端支座附近钢构件上翼缘应力最大值为176.2MPa,各工况下钢木连接区域均有一定的应力集中现象;当支座变形Δ=-20mm时,胶合木应力达到最大值,其值约为弹性应力的1/5;各工况下钢木组合拱均处于弹性受力范围内,满足受力要求,且具有较大的设计安全性。

摘要： 南京江北A1地块超高层项目的建筑高度为499.8m,采用带伸臂桁架加强层的巨型拱支框架-核心筒结构。与已建成的超高层结构不同,本项目采用拱结构替代普通的环形桁架,实现了结构高效和建筑美观的融合。根据不同分区的结构布置和荷载,结合理论推导的合理拱轴线,以拱弯矩最小为设计原则确定了各分区的最优拱形。采用缓粘结预应力技术实现拱结构推力的自平衡,降低巨柱的次弯矩。对比了K形和X形伸臂桁架的结构效率,确定了最优的伸臂桁架布置。根据大震弹塑性分析结果,对加强层处核心筒墙体采取针对性加强措施。对在核心筒内采用C80高强混凝土的合理性进行了分析比较,可供类似超高层项目参考。

摘要： 拱结构主要以桥梁的形式出现在交通工程中,在水工结构作为底部基础较为少见。随着使用年限的增加不可避免的需要对水工结构进行除险加固,本文通过三维有限元分析软件Midas对三屯河水库溢洪道泄槽底部拱基础进行结构分析和配筋复核。计算结果表明:拱结构运行期在自重及新建泄槽水重作用下,拱顶最大竖向位移0.75mm,主拱最大拉应力为0.41MPa,腹拱最大拉应力为0.97MPa,均未超过C20混凝土抗拉强度,结构自身稳定,配筋满足规范要求,为下一步除险加固设计工作提供了指导意见。

摘要： 以某拱结构为对象,设计了偏心加载的静载试验方案,通过测量拱结构在静载作用下各控制截面的应变及结构变形,从而确定拱结构实际工作状态,其为检验拱结构性能及工作状态最为直接有效的方法。对某拱结构引桥的跨中截面正弯矩偏心加载,分析了偏心加载作用下跨中截面测点的应变及变形、残余应变和残余变形等。通过荷载试验分析可知,拱结构拱顶截面测点的应变和变形随着荷载的增加基本成比例变化,主要测点残余应变和残余变形均较小,相对残余应变率和相对残余变形率基本小于20%,表明拱结构在偏心加载作用下基本处于弹性工作阶段。

摘要： 为填补目前木拱廊桥在结构简化设计方法上的空缺。文中基于其结构特点,建立了相应的简化模型并提出了一种结构内力计算方法。通过与有限元分析结果比较发现,该简化模型及计算方法能够较为准确地计算牛头处接触压力、苗杆弯矩、苗杆轴力,相比于有限元模型在保证计算精度的同时效率更高,该方法为木拱廊桥主拱结构设计提供了参考。

摘要： 为研究顶拱矢跨比的改变对车站钢管柱受力安全及地表变形的影响,以北京地铁17号线香河园站为背景,建立拱结构力学理论模型,通过理论分析得到拱结构在拱脚处的内力随矢跨比的变化规律;结合数值模拟方法及现场实测数据分析,得到不同顶拱矢跨比下钢管柱受力特征及地表变形规律。研究结果表明:1)不同顶拱矢跨比条件下,钢管柱剪力与弯矩最大值均出现在中板位置附近;2)随着顶拱矢跨比的增大,钢管柱的轴力和地表沉降最大值均呈先减小后增大趋势,与理论分析结果一致;3)PBA车站在二次衬砌扣拱施工阶段钢管柱轴力涨幅最大,此阶段完成时钢管柱轴力占车站完工轴力的75%以上;4)车站主体结构施作完成后,地表最大沉降在车站中线上方,沉降槽曲线以车站中线左右对称分布,与小导洞的对称形式相同,且顶拱矢跨比较小的车站,因施工引起的不均匀沉降较小,有利于控制地表变形。

摘要： 相比箱型框架结构地铁车站,无柱大跨拱形车站更为美观大方、空间开阔,可为乘客提供更舒适的乘车体验.分析了装配式车站的应用现状,提出"预制+现浇"叠合拱壳的施工工艺,重点分析了"预制+现浇"叠合拱壳结构体系及其施工流程,并介绍了该工艺在上海轨道交通15号线吴中路站施工中的应用.该工艺是富水软土环境下地铁车站施工的创新尝试.

摘要： 拱结构具有能将结构受到的竖向荷载或面外力转化为轴力的力学特性,本文主要对比不同拱结构的拱宽变化,探究由负泊松比胞元构成的拱结构受力时是否具有负泊松比效应.建立具有周期性胞元的拱结构,采取控制变量的方法,控制拱的矢跨比和宽度不变,对实心均质拱结构、网格型拱结构、内凹六边形拱结构在不同受力状态下的形变进行对比分析.结果表明:采用周期性多胞结构的拱与均质的拱在同种受力状态下,均质拱的整体宽度变化具有整体一致性(整体增大或减小);而对于采用周期性多胞结构的拱结构,在其跨中区域与靠近拱底区域拱宽变化并不一致,采用网格型胞元(正泊松比)与内凹六边形胞元(负泊松比)构成的拱结构在相同部位的拱宽具有相反的形变.

摘要： 拱结构由于可以有效的分担竖向荷载,自古以来在工程结构中有广泛的应用.第九届河南省大学生结构设计竞赛的赛题便是以拱结构为选题背景,利用竹皮纸作出拱结构来承担荷载.计算书的设计与制作是大赛中本科组与专科组之间区别.文章旨在以结构设计大赛赛题为依据,以PKPM软件和结构力学求解器为工具,讲解结构设计计算书的写作方法和结构分析过程.为此类竞赛计算写作方法提供理论支撑.

摘要： 随着建筑计算性设计和建筑机器人技术的进步,设计建造一体化的新途径被不断地拓展.本文以结构逻辑清晰、力学性能高效的受压拱为研究对象,针对其仅传递压力的力学特性,提出了一种机器人协同装配以保持未完成结构稳定性的无模建造方法,并结合对其基本力学性能的分析和实验建造研究,总结出离散拱结构计算性设计建造工作流,包括拱的几何形态设计方法、结构模拟方法、机器人建造的约束条件和路径规划等.最终,文章以两个实验验证了利用结构性能模拟和机器人自动装配模拟进行拱壳设计及建造方法的可行性.

摘要： 本文通过有限元分析软件ANSYS对拱结构连续性倒塌进行模拟分析,观察结构在静力荷载下的轴力弯矩分布情况,得到结构的受力特点.

摘要： 研究了圆弧拱结构的模态试验结果及利用MSC/Patran (Nastran)有限元分析计算模态的结果.通过对核拱结构未损伤工况、不同程度的损伤工况及加固工况分别进行模态试验和利用MSC/Patran (Nastran)进行有限元模拟计算,并介绍了拱结构的MSC/Patran (Nastran)模拟方法.结果表明:利用模态试验数据能对拱结构进行损伤评估,同时还能给拱结构的加固提供一项技术指标.

摘要： 槽型波纹板组构件是组成拱型波纹钢屋盖结构的基本单元，截面板件的宽厚比已大大超过我国冷弯薄壁型钢结构技术规范的规定要求，其局部屈曲承载能力成为影响结构极限承载能力的主要因素之一。论文根据槽型波纹拱结构的特殊工作状态和边界约束条件，采用有限元方法对其屈曲模态和承载能力进行了理论计算，并与足尺模型试验结果进行了比较分析。研究表明拱型波纹钢屋盖结构的极限承载能力取决于荷载作用形式和届曲模态。

摘要： 阐述了拱结构的非线性屈曲的两种形式，给出了拱结构临界点处失稳模式的判别方法，并利用样条有限点法，建立起了拱结构两类屈曲形式均适用的样条离散化的双重非线性刚度矩阵，同时利用特征刚度法在进行数值计算中给出了不同失稳模式的临界荷载。

摘要： 某实际工程中现浇空心板出现质量问题.局部拆模时发现由于施工操作不当使得现浇空心板底无混凝土,钢筋裸露,因此需要对其进行加固.对本加固工程设计了创新型的双向拱结构加固方案.在板内部双向每隔一定距离浇筑方形混凝土墩台,使得相邻墩台和墩台间上部混凝土组成拱结构承受压力,下部原受拉钢筋承担拉力.预应力钢绞线承担混凝土墩台的自重同时形成空腹式预应力空心板.给出了加固方案的基本流程和计算过程.此加固方案很好地解决了实际工程质量问题,避免了拆除重建引起的工程造价的浪费.

摘要： 提出用样条有限点法计算拱的自振频率，采用3次B样条函数的线性组合作为位移振型函数，以曲杆变形理论为基础，根据Hamilton原理推导出了拱结构考虑轴向力时的频率方程。利用MATLAB 语言编制了计算程序，计算分析了轴向力对拱结构自振频率的影响。结果表明，轴向力会使拱结构自振频率减小；影响大小与结构自身刚度有关；拱结构截面刚度一定时，拱矢跨比、径厚比越大，轴向力对自振频率的影响越大。

摘要： 本文介绍了拱结构的主要特点以及合理拱轴线的概念及其现状,并充分分析拱结构单元的受力模式以及优化的基本原理。本文结合鄂尔多斯东胜体育场的实际荷载类型和开合屋盖的特点,建立有限元模型进行计算分析。首先,通过对比的方法选出合适的拱轴线类型;其次,计算拱轴线在四种索力状态下内力,通过对比方法选出合适的基础受力状态;最后根据拱结构优化的原理及方法对其进行优化,并通过对比确定出最终的合理拱轴线。

摘要： 本文首先对常熟体育场顶篷结构做了一些简要的介绍，然后着重对该结构的主要受力构件前主拱做了参数分析及优化，得出一些有益于工程实践的结论。

摘要： 数值模拟了不同损伤位置时拱的前2阶径向位移模态.结合小波变换理论对振型进行分析,对比了1、2模态在不同损伤位置时的小波系数,并讨论了小波变化尺度对损伤处小波系数的影响.结果表明:小波系数的突变点反映了结构的损伤位置,损伤位置远离模态节点时小波系数较大,由于各阶模态节点对应的位置不同,可通过多个模态的小波系数来综合判定损伤.

摘要： 本发明提供了一种基于压力拱的隔水层保护方法、拱脚构筑方法及拱脚结构，该保护方法包括：步骤S10：获取煤层埋深以及开采工作面上覆岩层的各层厚度与其他力学参数；步骤S20：根据上覆岩层的各层厚度，确定煤层与隔水层之间的距离，即压力拱发育到隔水层时的矢高；步骤S30：根据矢高，确定压力拱发育到隔水层时的极限跨度；步骤S40：根据煤层埋深与极限跨度，确定压力拱的单侧拱脚的宽度；步骤S50：根据单侧拱脚的宽度，确定压力拱的复合拱脚的宽度；步骤S60：当开采工作面推进一个极限跨度的距离时，构筑出一个复合拱脚。基于本发明的技术方案，通过构筑人工支撑体形成连跨拱壳型的支撑结构，实现覆岩破坏高度的控制，达到保护含水层和隔水层的目的。

摘要： 本实用新型提供一种仰拱拱架与拱墙拱架的连接结构，包括：与仰拱拱架连接的第一连接板和与拱墙拱架连接的第二连接板；在第一连接板上朝向仰拱拱架的一端的端面上开设有与仰拱拱架端头形状契合的第一定位槽，仰拱拱架的端头嵌入固定在所述第一定位槽内；在第二连接板上朝向拱墙拱架的一端的端面上开设有与拱墙拱架端头形状契合的第二定位槽，拱墙拱架的端头嵌入固定在所述第二定位槽内；第一连接板与第二连接板固定连接。本实用新型提供的仰拱拱架与拱墙拱架的连接结构，使得仰拱拱架和拱墙拱架在第一连接板和第二连接板上的安装位置得到确定，解决了隧道支护结构因仰拱拱架和拱墙拱架安装位置得不到确定而形成的封闭环的受力结构被破坏的问题。

摘要： 本实用新型提供了一种用于大跨度钢桁架结构的拱脚结构及拱桁架结构，拱脚结构包括拱桁架结构的两根上弦杆的端部、以及连接在拱桁架结构的一根下弦杆的末端的两根支杆，两根支杆的顶端均与下弦杆的末端连接，两根支杆的底端相间隔。拱桁架结构包括：拱桁架结构本体，包括两根上弦杆和一根下弦杆，下弦杆的两端部分别连接有两根支杆，两根支杆的顶端均与下弦杆的末端连接，两根支杆的底端相间隔；两个基础，分别设于拱桁架结构本体的两端下方，每个基础上连接有四个铰接支座，四个铰接支座分别与两根上弦杆的末端和两根支杆的底端铰接。本实用新型的拱脚结构实现四点落地，既能抵抗上部钢桁架结构在拱脚处产生的弯矩，又具有较高的抗拔能力。

摘要： 本实用新型涉及一种隧道初期支护仰拱拱架与边墙拱架的连接结构，仰拱拱架与边墙钢拱架均采用工字钢并采用钢板贴焊连接，在仰拱拱架与边墙拱架间还连接一弧形连接件，弧形连接件两端分别与仰拱拱架和边墙拱架间通过螺栓连接。本实用新型保证了仰拱与边墙拱架的力学连续性，使隧道初期支护拱架的受力能力大大增强。

摘要： 本实用新型提供了一种仰拱拱架与边墙拱架连接结构，包括边墙拱架和仰拱拱架，边墙拱架与仰拱拱架之间设置有连接槽钢；边墙拱架外侧焊接有连接角钢，仰拱拱架主筋外侧焊接有连接钢板，连接槽钢一端与连接角钢通过螺栓固定连接，连接槽钢另一端与连接钢板通过螺栓固定连接，传统结构相比，该种结构连接槽钢为活动结构，现场安装时可更换成不同长度，对初支拱架安装精度要求低，安装时连接质量高，结构简单，使用方便。

摘要： 本实用新型涉及建筑施工领域，提出一种隧道初期支护中边墙钢拱架与仰拱钢拱架连接结构，包括边墙钢拱架和仰拱钢拱架，边墙钢拱架与仰拱钢拱架的连接面上设置有边墙钢拱架法兰盘及仰拱钢拱架法兰盘，边墙钢拱架法兰盘与边墙钢拱架焊接固定，仰拱钢拱架法兰盘与仰拱钢拱架焊接固定，边墙钢拱架法兰盘及仰拱钢拱架法兰盘的对应位置处设置有多组法兰盘螺栓孔，边墙钢拱架与仰拱钢拱架通过穿设于法兰盘螺栓孔内的高强螺栓杆连接，并采用高强螺栓帽紧固。本实用新型制作容易，操作简便，在进行钢拱架法兰盘加工时按螺栓直径对原来的圆形螺栓孔进行长度的扩展即可，可以减少在钢拱架连接时不能对接的问题，能保证连接强度、节省大量人工成本与时间成本。

摘要： 本实用新型提供了一种顶拱含有软弱结构面的大跨度地下洞室顶拱支护结构，包括布置在地下洞室(1)顶拱软弱结构面(2)处的钢筋混凝土梁结构，所述钢筋混凝土梁结构包括沿地下洞室(1)顶拱的轮廓线方向布置的连系梁(7)和地下洞室(1)轴线方向布置的拱梁(6)，在所述地下洞室(1)顶拱表面向顶拱浅层围岩处设置锚杆系统。本实用新型增强了顶拱围岩承载圈的整体性，增大其承载能力，保证地下洞室顶拱围岩的稳定和安全。

摘要： 本实用新型提供了一种用于支撑拱桁架结构的基础及拱桁架结构，基础包括：两个基础本体，两基础本体间隔设置；连梁，连接在两基础本体之间，连梁为钢筋混凝土结构。拱桁架结构包括拱桁架结构本体和基础，拱桁架结构本体的两端分别放置在两基础本体上，连梁水平设置，且连梁位于拱桁架结构本体的正下方。本实用新型在两个基础本体之间连接连梁，通过连梁对基础本体施加拉力，该拉力与拱桁架结构本体及堆料对基础本体施加的水平推力大小相等、方向相反，从而能减小或抵消拱桁架结构本体及堆料对基础本体施加的水平推力，避免出现基础滑移和结构失稳问题。

摘要： 本发明公开了一种用于隧道洞口支护的多级套拱结构，包括沿山坡面设置的多个套拱，多个所述套拱相邻排布，且多级套拱结构的下部呈阶梯状排布，多级套拱结构中均开设有多个用于装设管棚钢管的孔口管。本发明还提供一种用于隧道洞口支护的管棚套拱结构，包括上述的多级套拱结构与管棚钢管，所述管棚钢管插设于所述孔口管中与套拱连接成一整体。本发明还相应提供一种上述管棚套拱结构的施工方法。本发明的多级套拱结构无需将明暗交界处以外的部分全部挖除，只需要在各套拱的脚部少量开设施工槽，对原山体边坡扰动较少，开挖量少，临空面小，隧道在管棚套拱结构提前介入的强支护下施工，更加安全环保。

摘要： 本实用新型公开了一种用于隧道洞口支护的多级套拱结构，包括沿山坡面设置的多个套拱，多个所述套拱相邻排布，且多级套拱结构的下部呈阶梯状排布，多级套拱结构中均开设有多个用于装设管棚钢管的孔口管。本实用新型还提供一种用于隧道洞口支护的管棚套拱结构，包括上述的多级套拱结构与管棚钢管，所述管棚钢管插设于所述孔口管中与套拱连接成一整体。本实用新型的多级套拱结构无需将明暗交界处以外的部分全部挖除，只需要在各套拱的脚部少量开设施工槽，对原山体边坡扰动较少，开挖量少，临空面小，隧道在管棚套拱结构提前介入的强支护下施工，更加安全环保。