建筑结构与建筑设计

文章来源 作者: 时间:2019-11-12 15:42

为了研究结构与建筑设计之间的关系,必须了解建筑物在荷载作用下的荷载、建筑物在荷载作用下的变形以及抵抗这些变形的各种结构形式。不同的结构形式使得建筑物呈现出体形丰富、形态各异的特征和结构美。

 

一、建筑荷载

像自然界中的所有物体一样,建筑物承受着各种各样的力。最常见的力是重力。建筑物的屋顶、墙柱、梁板和楼梯的重量称为恒荷载;建筑物中人员、家具和设备对地板的影响称为活荷载。这些荷载的作用方向是朝向地球中心,在这些力的作用下,严重的可使建筑物可能沉降甚至倾斜另外,还有寒冷地区的积雪,热带的台风和雨水,地震、火山活动区的地震力等。我们发现,风力地震力多是沿水平方向作用给建筑物的。

建筑设计 

二、变形和位移

荷载作用下的建筑的变形位移通常有弯曲、扭曲、沉降、倾覆、裂缝等,很多时候,这些变形或位移并没有被人们发现,如建筑的沉降。特别值得注意的是,在力作用下建筑构件的最重要的变形是弯曲。

一些材料,如钢筋混凝土梁和板,允许有肉眼很难发现的微裂缝。当裂纹发展到一定程度时,即使构件没有倒塌,也会因为不具备所需的弯曲能力而被宣布为损坏。

构件在力的作用下会变形,还会产生位移,例如高楼在大风作用下出现的摇摆,越高处的位移可能越大。我们须设法抵抗或减弱这些位移,构件的某些部位通过增加约束而使受力位移得到控制。从简易的独木桥发展到桁架桥,又由木桁架桥启发了桁架式建筑的产生,人们对力学的认识逐步深入,对材料和结构的类型的选择运用也越来越科学。

我们初步地获得了这样一些概念,即不同的材料其强度各不相同,而对于相同材料组成的构件,不同的构造其刚度也不同。此外,还有一个重要的概念叫稳定。

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