胡常福，刘科，李漳

(华东交通大学 土木建筑学院，江西 南昌330013)

拱结构因其外形美观、承载力及刚度大而在土木工程中广泛使用[1−2]。拱结构的面内线性变形性能，在工程实践中使用最为广泛。圆弧拱的曲率处处相等，易于推演平衡微分方程，针对各种荷载[3−5]、边界条件[6−7]及新材料拱[8−9]的面内非线性变形性能，学者们均开展了较好的研究。由于圆弧拱对应的径向荷载在桥梁工程中应用不多，近年来研究者开始研究直角坐标系下拱结构的变形行为。BRADFORD 等[10]最早提出了抛物线两铰拱面内非线性的解析方法，并进行了试验的验证[11]。蔡建国等[12−13]对抛物线无铰拱的变形行为进行了研究，BRADFORD 等[14]在对抛物线拱面内非线性变形解析的精度检验后发现浅拱假设仅在矢跨比小于1/12.5 才能成立。HU 等[15]提出了一个包含弧长项的应变解决了这个问题，并得到了组合线拱[16]及连拱[17]面内非线性的解析。以上的研究主要集中于拱结构的非线性稳定问题，而桥梁工程中经常使用线性变形的解析，尚未得到有效解决。虽然有限元方法可以较好地计算复杂结构力学的响应，但不易形成符合工程师及规范可接受的实用公式。本文以抛物线拱的面内线性位移为研究对象，提出了一种高精度的近似解析方法，得到了面内竖向位移、水平位移及转角的实用公式，并通过有限元方法验证了实用公式的精确性。

1 抛物线无铰拱面内位移高精度近似解析

1.1 竖向位移高精度近似解析……

登录APP查看全文