
一种基于级数函数的新型拱轴线
基于力学平衡原理、 数学推导以及有限元验证等方法, 提出了一种新的拱轴线, 以降低拱圈内力和应力。先利用拱桥对称原理取半拱隔离体, 对任意截面建立弯矩平衡积分方程, 将拱轴线方程表示为级数函数, 令弯矩平衡积分方程在若干等分点上弯矩为零求得拱轴线初始方程; 再引入材料力学挠曲方程,代入弯矩平衡积分方程并建立新型拱轴线的迭代式, 并以初始状态拱轴线为迭代初值求得最终拱轴线方程; 最后采用有限元方法验证了新型拱轴线理论的正确性, 并与常用的悬链线拱轴线进行对比, 结果显示内力及应力状态相比所选取的悬链线拱轴线均有较大改善, 应用本文方法直接对无铰拱拱轴线进行求解过程简单方便。
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