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历史结构分析 第二讲：石质建筑结构介绍 上一讲回顾 • 历史结构原理 • —— 平衡 • 下界和上界法则 • 可 的探讨题 目 下界法则 上界法则 极限分析法则 • 下界：如果你 够至少一个平衡状态，那 么，结构中可以发现至少一个可 的稳定 状态。 • 上界：当承重通道不再 够在结构中得到 控制时，它就是唯一的和最大可 荷载， 接着就是倒塌荷载。 胡克第二定律 （1675 年） • “ut pendet continuum • flexile, sic stabit • contiguum rigidum • inversum • 正如悬着的有弹性的绳子, • 一旦反过来, • 就是它精确的弧度. 压力与张力 压力 张力 一点平衡 • ΣF = 0 ( 力为 0 结构方程 • 只有三种方程类型 : • 1 平衡 • 2 材料性 ( 弹性等 • 3 协调 ( 几何 • 我们会集中说明平衡方程因为他们是最重 要的 . 静力学图解 • 西蒙 · 格林伍德绘制 （？） 胡克悬索 石质建筑设计 • 主要原则：必须符合压力 • 也应用于铸铁、 • 非增强混凝土 • 以及其他易碎材料 三维拱顶：分片起拱 石质建筑结构分析 • 石质骨架 • 杰克 · 海曼 • 三个主要假设： • —— 没有抗张力强度 • —— 无限压力强度 （极限） • —— 不出现滑动 少一个图 扩展支撑拱 拱顶推力值域 拱顶推力值域 张力 拱顶推力值域 压力 拱模型实验 拱模型垮塌状态 石质建筑缝隙判断 • 为什么发生裂隙？ • 他们说明什么？ • 他们应该引起关注吗？ 石质建筑缝隙判断 • 为什么发生裂隙？ • —— 支撑物的小幅移动 • 他们说明什么？ • —— 那里的力不起作用 • 他们应该引起关注吗？ • 通常不会，但可以引起关注。 坍塌的判断 • 坍塌的原因： • 1 、替换 • —— 基础移动，沙浆随时间变形 • 2 、承载过重 （卡车过桥） • —— 水漫拱顶，屋顶垮塌压迫拱顶 • 3 、震动 • —— 颤动，地震， 未加固的石质建筑的设计与分析 • 稳定而非建筑材料 • 的失误是关注的重点 • 荷载通道无法继续 • 在石质建筑内存在时 • 发生垮塌 拱模型垮塌状态 单跨石拱桥 单拱 单拱 单拱 双跨石拱桥 有填充物 （路基）的双拱 有填充物 （路基）的双拱 有填充物 （路基）的双拱 结论 • 未经加固的石质结构抗压力水平很低，是 其稳定性，而非强度，维护结构安全 。 • 决定垮塌状态是利用静力学图解在推力线 分析基础上得出的。 • 在分析历史建筑结构时，平衡方程是最重 要的。