建筑力学和结构选型

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1、木材在中国古代建筑中运用很多，根据建筑木材的特性，中国古代木构架有抬梁、穿斗、井干三种不同的结构方式。1．抬梁式构架这种构架的特点是在柱顶或柱网上的水准铺作层上，沿房屋进深方向架数层迭架的梁，梁逐层缩短，层间垫短柱或木块，最上层梁中间立小柱或三角撑，形成三角形屋架。相邻屋架间，在各层梁的两端和最上层梁中间小柱上架檩，檩间架椽，构成双坡顶房屋的空间骨架。房屋的屋面重量透过椽、檩、梁、柱传到基础（有铺作时，透过它传到柱上）。 2．穿斗式构架中国古代建筑木构架的一种形式，多用于民居和较小的建筑物。这种构架以柱直接承檩，没有梁，原作穿兜架，后简化为"穿逗架"和"穿斗架"。穿斗式构架的特

2、点是沿房屋的进深方向按檩数立一排柱，每柱上架一檩，檩上布椽，屋面荷载直接由檩传至柱，不用梁。每排柱子靠穿透柱身的穿枋横向贯穿起来，成一榀构架。每两榀构架之间使用斗枋和纤子连接起来，形成一间房间的空间构架。3．井干式结构一种不用立柱和大梁的房屋结构。这种结构以圆木或矩形、六角形木料平行向上层层叠置，在转角处木料端部交叉咬合，形成房屋四壁，形如古代井上的木围栏，再在左右两侧壁上立矮柱承脊檩构成房屋。石材在古老的建筑中运用较多，石材本身是一种密度很大的建筑材料，所以在建筑施工会遇到很大的困难，硬度很大，耐腐蚀的特性。由于石材的硬度很大，所以在承受竖向荷载时，会很坚固，但是在担当“梁”

3、的角色的时候，回显得很容易折断，所以直接横向受压会让建筑的空间很小，而采用石拱的方式。砖石结构指在建筑中以砖或石材为主砌筑制成的结构，是我国传统的建筑结构形式之一，造就了中国砖石塔发展的高峰，形式丰富，结构多样，构造作法进步。从平面看，有方形、六边形、八边形，北宋中期以后，以八边形为主。从外观看，有密檐式、楼阁式、花束式等不同类型。在密檐式塔中出现了八角形密檐塔。在楼阁式塔中，一种是塔身用砖造，外围的平座及腰檐用木构，另一种是全部用砖或石砌筑，而形式完全仿木构，第三种是简化的仿木楼阁式塔。花束式塔则完全不同于以上类型，与历史上的塔没有继承发展关系，为新出现的一种形式，它的上半部

4、外作花束式，下半部仍为塔室形。1.带中心柱墩筒体结构这种塔，中心为柱墩，四周为砖砌筒壁，两者间以砖叠涩或斗拱出挑相连构成一层层楼板，同时在塔壁之外挑出平座，供登塔者观览。塔内楼梯作旋心式或穿心式。前者如泉州开元寺仁寿塔，后者如河北定州开元寺料敌塔。2.双套筒结构这种塔有内外两环塔壁，内环围成塔心室，外环与内环间为回廊。廊中布置登塔阶梯。楼板用砖发券作成。例如江苏苏州云岩寺虎丘塔、苏州报恩寺塔、杭州六和塔。这几座塔皆为八角形平面楼阁式塔，其中苏州报恩寺塔高76米，共九层，砖塔壁对边长17米，各层平座及腰檐均为木构。3.厚壁筒体结构利用筒壁厚厚的砖墙设置砖砌塔梯，可避免古代用木梯易

5、朽、易燃、易遭破环的缺点。塔梯作法有两种，一种为将楼梯嵌入厚壁内，梯随墙壁转折。例如：安徽蒙城万佛塔，建于崇宁四年（1105年），六边形平面，高七层，是一座楼阁式塔。又如：四川宜宾旧州坝白塔，建于北宋元符至大观年间（1098～1109年），为方形密檐塔，外观十三层檐，内部仅四层。另一种采用穿壁式阶梯，利用平座为休息板，塔心室与平座地面标高有半层之差。例如:广州六榕寺的花塔，重建于绍圣四年(1097年)，八边形平面，高57米，外观九层，内部十七层。4.实心砖塔这种塔有两类。一类带有螺旋形楼梯，旋梯靠外的一面带有通风、采光孔。例如：河南开封国寺塔，建于北宋皇元年（1049年），外观

6、呈八角形，共十三层，总高54.66米。由于外部用褐色琉璃砖贴面，故称“铁塔”。混凝土结构指以普通混凝土为主制作的结构。《建筑结构设计通用符号、计量单位和基本术语》(GEM83-85)中指出:它包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。其应用范围极广，是土木建筑工程中用得最多的一种结构。与其他材料的结构相比，其主要优点是:整体性好，可灌筑成为一个整体;可模性好，可灌筑成各种形状和尺寸的结构;耐久性和耐火性好;工程造价和维护费用低。主要缺点是:混凝土抗拉强度低，容易出现裂缝；结构自重比钢、木结构大;室外施工受气候和季节的限制；新旧混凝土不易连接，增加了补强修复的困难。钢

7、结构指以钢材为主制成的结构。其中，由钢带或钢板经冷加工而成的型材制作的结构称冷弯钢结构。常用钢板和型钢等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成;各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或锄钉连接。钢结构具有重量轻、承载力大、可靠性较高、能承受较大动力荷载、抗震性能好、安装方便、密封性较好等特点。但钢结构耐锈蚀性较差，需要经常维护，耐火性也较差。常用于跨度大、高度大、荷载大、动力作用大的各种工程结构中。随着建筑材料的不断发展和被应用到实际的建筑中，建筑的结构形式发生了翻天覆地的变化。建筑，无论是作为实现使用