浅谈建筑技术中的“结构”概念

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1、浅谈建筑技术中的“结构”概念摘要：回顾人类历程漫漫几千年的历史，从原始部落到现代文明社会，建筑结构的发展也是突飞猛进的，木文将针对“结构”概念，结构分类，结构选型等做相关介绍。“结构”是一个建筑物中支撑所有动静载荷并将其传到地面上的那部分，但是有时候建筑物的全部外壳需要参与结构的用途。建筑结构发展历史漫长，从原始的“变形虫”，先进的鱼类结构,到更先进的结构如売类、膜类、充气结构以及张力结构。关键词：结构；结构选型；鱼类结构；壳类结构；钢结构中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：1绪论结构是建筑物屮很重要

2、的一个概念，当人们在议论一个建筑物时可能会用词“这个结构怎么怎么样”，而不是“这个建筑物”，从专业的角度来说，这里“结构”的用法是不恰当的，这个词在用于建筑方面时，具有其特殊的含义。2建筑结构发展史回顾人类历程漫漫几千年的历史，从原始部落到现代文明社会，建筑结构的发展也是突飞猛进的，由低等的原生态的逐渐演变到高等的体系化完善化的。提及建筑结构，让人想到原始的“变形虫”，先进的鱼类结构,更先进的结构如壳类、膜类、充气结构以及张力结构。2.1原始“变形虫”原始结构像变形虫，它们是朴素的、自我承重的结构，一旦受外力支

3、配时，它们就会倒塌，这个力量可以是时间或者某个地震。当一个变形虫无力抵抗外力攻击时，它分裂成两个或者三个部分。一个变形虫的每个部分对于它的完整性都是必需的，一旦其中一部分由于外力的原因被移走或毁坏，这个变形虫就会分裂。在一个变形虫结构的例子中，可以将“结构”和“建筑物”同义使用，因为此类建筑所有部分对支撑这个建筑物并将载荷传到地面都是至关重要的。2.2鱼类结构一条鱼是以肉和骨的混合物的形式存在的。将肉拿走骨头会留下，肉不能支撑鱼，只有骨头可以。在鱼骨中，有一个中央脊椎，在骨头与脊椎结合的地方变得相当粗壮，因为脊

4、椎处是支撑鱼的核心，是枢纽结构。鱼类的结构直接启示了设计师的创作灵感，如弗兰克•劳埃德•赖特设计的威斯康星州拉辛(Racine)的约翰逊制蜡公司的办公楼。每一个鱼骨架结构中的关键点是基础和结合点。为了简化悬挑结构中基础和接合点的问题，柱和梁得到了发展。在此建筑中，梁和柱都支撑重量，并且在受到载荷时产生“弯曲”、“扭转”和“弯折”状况，这些以工程力学中的例题加以描述。图2-1轴受扭图图2-2横截面应力图如图2-1中轴受扭，根据剪切胡克定律[2],当切应力不超过材料的剪切比例极限时：（公式2-1）式中——剪切强度，

5、MPa；——剪变模量，GPa；——到轴心的距离，m；切应变，rad；扭转角，rado圆轴的强度校核公式：（公式2~2）式中——最大剪切强度，MPa；T——扭转矩，——到轴心的距离，m；——极惯性矩；——抗扭截面系数；——许用切应力，MPa；n安全系数图2-2为轴中应力的方向。图2-3梁受弯曲应力图图2-4梁横截面上应力分布（公式2~3）式中一一最大拉压强度，MPa；M力矩，N•m；y轴距离最大值，m；惯性矩；——惯性矩图形对坐标原点0的极惯性矩；——抗弯截面系数；——许用拉压应力，MPa；弯曲最大切应力：（公式

6、2-4）式中——中性轴一边的截面面积对中性轴的静矩，N•ni；下面介绍一条工程力学中的实例：水平直角折杆受铅直集中力的作用。圆轴直径，在截面顶点处，测得轴向线应变。试求该折杆危险点的相当应力。解：点，，乂则危险截面在固定端处3建筑结构选型建筑设计屮的结构技术问题，是构成空间与体形的骨架和基础。结构部分不仅在耗材及投资上占据着相当大的比重，而且对建筑空间形体的制约也是很大的，因此在建筑设计过程中，需要给予足够的重视［4］。纵观建筑历史的发展，19世纪末以來，由于社会生活和科学技术的发展，特别是钢筋混凝土和钢材的广

7、泛应用，建筑技术和建筑造型发生了巨大的变革。例如，建于1851年的伦敦“水晶宫”——世界廨览会展览馆（如图3-1）图3-1伦敦“水晶宫”——世界博览会展览馆当时的这些建筑技术成就，远不是古典建筑可以比拟的。而且，轻质高强度的建筑材料的出现，使得高层与大跨度的建筑有了突飞猛进的发展。新结构的广泛应用，使得承重与非承重体系有了新的观念，因而使建筑造型具有更大的灵活性与机动性［5］。当前在建筑设计中，常用的结构形式可以概括为三种主要类型，即混合结构、框架结构和空间结构。结合我国的具体情况，在新型建筑材料不太发达的地区

8、，对于一般标准的中小型建筑。在中大型城市，因高新技术比较发达，在高层建筑中,而对于人跨度的建筑,如剧院、体育馆、超级市场等多选择空间结构体系。3.1混合结构体系我国在一般建筑屮所采用的混合结构形式，多以砖或石墙承重及钢筋混凝土梁板系统最为普遍。这种结构类型，因受梁板经济跨度的制约，在平面布置上，常形成矩形网格承重墙的特点。所以对于结构不大、层数不高，且为一般标准的某些建筑如学校、住宅建