石拱怎樣承受荷載產生的彎矩?

當傳統石拱承受超出合理拱軸線所能承受的荷載時,它是如何抵抗彎矩的?


謝邀

1、拱橋雖然存在合理拱軸線,但是實際上的荷載千變萬化,所以無論什麼類型的拱橋都要承擔彎矩。

2、拱橋的拱圈在承擔彎矩的同時,也承擔著巨大的軸向壓力。換句話說,拱橋的拱圈是個偏壓構件;偏壓構件意味著雖然拱圈上有彎矩,但最後組合應力未必就有拉應力;

3、圬工拱橋(石拱橋)因為沒有鋼筋承擔拉應力,故我國規範規定,圬工拱橋在軸力與彎矩共同作用下,不允許產生超過抗拉強度的拉應力,故承擔彎矩的能力很有限;

4、實際上,圬工拱橋其實在活載作用下也可以產生一定的超出抗拉強度的拉應力的。較大的拉應力會導致圬工開裂,一旦截面開裂,超靜定結構的內力重分配,荷載釋放,細小裂縫又會閉合。

第四條非規範內容,慎用。


謝邀,這個問題很好玩.

沒有完全看明白問題的意思,但是我想起了以前思考過的另外一個問題:

兩個高為h的物塊,橫截面為矩形,物塊都是彈性材料,被軸壓力F「壓」到了一起,兩個物塊界面處可以張開。這時候加彎矩M,會發生什麼?

分以下幾個階段考慮:

1.當M&2.當M=Fh/6時,下邊緣恰好沒有張開,此時全截面受壓,壓應力為三角形分布。

3.當Fh/6&

這是個示意圖,沒有仔細推導M和張開角度的關係,直觀感覺這是個挺難的彈性力學問題,材料力學的平截面假定不成立了。但是大致趨勢是,割線剛度越來越小,M有上限Fh/2;另外,角度比較小、變形不引起二階效應時這個曲線才成立。

如果變形太大,請自行腦補大變形的慘烈場景。所以,兩個石塊被壓在一起的時候,能夠承受一定的彎矩,承受彎矩的能力也有限。

一般而言,荷載增大的時候,軸力和彎矩都會變大,軸力增大對抗彎有利,但彎矩增大又不利。

如果出現比較極端的情況,還是有可能塌掉的。


這個問題的產生,是由於題主在分析時使用了錯誤的模型導致的。

以一般石拱的跨度截面尺寸比來說,是不能使用「梁」模型進行分析的,而應使用「實體」模型進行分析。

如果固定了截面不斷加大跨度,就可以發現,跨度越大,用梁單元分析越準確,同時越應該符合合理拱軸線以保證其性能。


超出??超出了自然就垮了啊


拱的優點在於此,他是可以只有軸力的,參結構力學的合理公拱軸


騷年,拱橋以受壓為主,這是材料性質決定的


可以轉化為推力


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