隨著鋼結(jié)構(gòu)的開展，拱形鋼結(jié)構(gòu)因其自重輕、材料強(qiáng)度高、抗拉性能好、承載功率高、造型美觀、施工裝置方便等長(zhǎng)處，在修建結(jié)構(gòu)和橋梁工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

拱形鋼結(jié)構(gòu)類型

從結(jié)構(gòu)類型來(lái)看，拱形鋼結(jié)構(gòu)首要分為實(shí)腹式截面拱和桁架拱兩大類，如圖中所示。其間實(shí)腹式截面拱包含普通截面鋼拱腹板開孔鋼拱及波形腹板鋼拱等多種形式。實(shí)腹式截面拱一般用于中小跨度結(jié)構(gòu)中，常用的截面形式有圓管、箱形及工字形截面等。當(dāng)有設(shè)備管線穿過或修建美觀要求時(shí)，可選擇腹板開孔鋼拱。波形腹板鋼拱由于腹板面外波折或波濤然后大大增強(qiáng)了腹板的面外剛度和剪切委曲承載力。當(dāng)實(shí)腹式截面拱采用圓管或箱形截面時(shí)，可在拱身內(nèi)填充混凝土形成鋼管混凝土拱，提高其剛度和安穩(wěn)承載力，改善部分安穩(wěn)性、耐火與耐久性能。桁架拱結(jié)合了拱和桁架的雙重優(yōu)勢(shì)，以其曲線形式實(shí)現(xiàn)彎矩向軸力的轉(zhuǎn)化，并經(jīng)過格構(gòu)的方法將截面彎矩轉(zhuǎn)化為弦桿的軸力，具有更高的結(jié)構(gòu)承載功率，常用于超大跨度空間結(jié)構(gòu)中，如鋼結(jié)構(gòu)體育館和橋梁工程中。

拱形鋼結(jié)構(gòu)棚蓋

拱的受力與其軸線形式、矢跨比和拱腳邊界條件等密切相關(guān)。拱軸線形式的確認(rèn)原則是，在滿意鋼結(jié)構(gòu)工程修建外觀要求的前提下。在首要荷載工況下盡量減小截面的彎矩，以軸壓受力為主。慣例的拱軸線形式有圓弧形拋物線形、懸鏈線形和橢圓形等。失跨比對(duì)拱內(nèi)力巨細(xì)與分布影響很大，一般需求根據(jù)工程修建外觀、承載功率、基礎(chǔ)條件和通航限制等各方面要素歸納確認(rèn)。關(guān)于矢跨比的取值，當(dāng)鋼拱的跨度守時(shí)一般存在使其安穩(wěn)承載力最高的最優(yōu)矢跨比。

拱形鋼結(jié)構(gòu)的軸壓特征明顯，其安穩(wěn)性核算成為規(guī)劃中的關(guān)鍵問題，首要包含部分安穩(wěn)性和全體安穩(wěn)性兩方面。部分安穩(wěn)關(guān)于實(shí)腹式截面拱表現(xiàn)為翼緣或腹板的鼓曲，關(guān)于鋼管桁架拱表現(xiàn)為腹桿或弦桿的委曲。全體安穩(wěn)性包含拱軸線的平面內(nèi)安穩(wěn)和平面外安穩(wěn)。當(dāng)屋面檁條、屋面板或支撐提供滿足的平面外束縛限制拱截面的面外位移和改變時(shí)，只需驗(yàn)算拱的平面內(nèi)安穩(wěn)性。當(dāng)面外無(wú)支撐或支撐不足時(shí)，整個(gè)鋼拱或支撐間拱段會(huì)發(fā)生面外的空間彎扭失穩(wěn)破壞，成為安穩(wěn)規(guī)劃的操控要素。拱形鋼結(jié)構(gòu)一般在全跨均布豎向荷載作用下具有較好的平面內(nèi)安穩(wěn)承載性能。