拱殼結構設計中幾個問題的討論

近幾年來，拱殼結構的工程事故頻繁發生，2D08年震驚全國的鳳凰石拱橋倒塌，死傷人數之多，令人心痛。而北方地區暴雪和南方冰災，絕大部分薄壁鋼板拱結構房屋倒塌。除此之外，平時的拱殼結構倒塌破壞的事故也時有發生，如長沙某酒樓的一層磚拱結構，在使用20年后突然倒塌，萬幸的是事故發生的時間是下午四點半，酒店大廳內無工作人員和就餐人員，否則后果不堪設想。這些拱殼事故的發生，有天災也有人禍。對于人禍的因素，作為從事工程建設的技術人員，我們可以回避責任的判定，卻不可回避科學事實的判斷。本文就拱殼結構設計中的幾個問題進行討論。

1、拱殼結構受力特點:

拱殼結構有其自身的特點，在豎向荷載作用下各個截面的彎矩比相應跨度的簡支梁要小得多，其穩定性亦優越得多，可充分利用材料的抗壓性能。因此，拱結構用料較省，自重較輕，能跨越較大空間。但拱殼桿軸為曲線，在豎向荷載作用下拱殼桿件因自身形態在支座處必然存在水平推力(除半圓拱外)，這就是拱殼結構區別于普通梁板結構的一個重要標志。

在工程應用中拱殼結構有三種常用的作法:

1)帶水平拉桿的拱殼結構構件

如圖1所示，在豎向荷載作用下，上弦拱所產生的水平推力由下弦拉桿承擔，拱殼結構自成一個完整的結構構件，該構件對支撐它的下部結構不存在水平推力的作用，只是考慮外部水平荷載通過拱殼結構構件傳遞到下部支撐結構。……