拱-斜柱结构研究及其在斜坡上的应用

摘要

位于陡峭斜坡上的异形建筑，用常规的掉层结构或吊脚结构难以实现。针对这种地形下的异形建筑，提出并设计了一种拱-斜柱结构，该结构既能较好地适应建筑造型，又能解决基础设置的难题。针对这种结构，利用参数化分析方法，详细分析了拱轴线形状、拱矢跨比、拱倾斜角度和柱倾斜角度等关键参数对结构受力性能和拱翘曲效应的影响。分析结果表明：拱的矢跨比对拱截面弯矩影响较小，对拱截面轴力影响较大，同时矢跨比对结构的稳定性也有较大影响；综合考虑建筑效果、结构受力和结构稳定性，拱的矢跨比宜控制在0.2～0.3之间；当拱矢跨比在0.2～0.3之间时，拱轴线形状对结构受力的影响可以忽略；拱倾斜角度的增加使得拱的扭矩快速增加，拱脚和拱顶的翘曲效应明显，箱型截面强度验算时，应考虑扭转翘曲效应；柱倾斜角度的增加使得拱的内力减小，有利于拱受力，可以通过调整柱倾斜角度来改善结构受力。

关键词

拱 / 斜柱 / 矢跨比 / 结构稳定 / 计算长度系数 / 扭转翘曲效应