李会军+李宗利

摘 要：拱结构是结构力学课程教学的重要内容之一。文章从拱结构的特点与原理出发，系统地阐述了拱结构概念分析的内容体系。

关键词：结构力学；拱结构；概念分析

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）03-0001-03

结构力学是土木工程、交通土建、水工结构等专业的一门重要的专业基础课，在整个专业中起承上启下的作用[1-2]。传统的结构力學教学方法和内容大同小异，如对于拱结构，学生要掌握静定三铰拱与超静定两铰拱和无铰拱在荷载、温度及支座移动作用下的内力及位移的计算。封闭的教学模式不利于创新型人才的培养，学生的独立思考空间小。随着结构计算软件的普遍采用，学生从结构力学的烦琐计算中得以解脱，但对结构计算软件过度依赖，不少学生对结构力学的基本理论与概念理解得较模糊[3-4]。

为了提高结构力学教学质量，应该在教学过程中加强学生概念分析能力的培养，使得学生在经典结构力学的基础之上能深入理解、灵活运用其核心概念、基本方法来解决工程问题。基于此，以三铰拱、超静定两铰拱和无铰拱作为切入点，从概念分析的角度对三种拱的受力性能、适用范围和工程应用进行全面阐述，以期对结构力学课程教学有所启发与裨益。

一、拱结构的特点与原理

矩形截面梁是受弯构件，因为靠近中性轴的材料应力水平低、弯矩沿梁长一般是变化的，所以材料利用率低。从结构的概念设计角度讲，梁截面存在应变梯度。……