文档介绍：认识形态作用结构体系
摘要:结构作为建筑实体存在的决定性因素,是建筑设计时的关键内容。而本文就将初步的对结构的体系进行认识和了解。对于结构体系的分类,是从建筑结构的功能出发,通过对其本质性的力的改向与传递的分析与研究,制定了一定标准,从而得到了不同的结构体系分类。结构体系一般分为:形态作用结构体系、向量作用结构体系、截面作用结构体系、面作用结构体系、高度作用结构体系以及共同作用的结构体系(混合结构体系)。
论文将浅析结构体系中的形态作用结构体系,其中拱结构和受拉体系中的悬索结构将作为本文的重点进行探讨,其他受拉结构体系也将有简要的认识。
关键字:形态作用结构体系拱悬索
一、结构与形态作用结构体系
建筑结构的稳定与持久,依赖于研究其最初最基本的受力状态。力对于结构的作用,影响着建筑设计、实施以及后续维护的各个方面。而对于形态的定义,它是指物质实体在三维空间中的特殊分布状态,更明确到建筑方面,则是指该实体以明确方式在运作并履行特定功能。
一般来说,形态的保持与功能的实现都是由结构决定的。而一些特定的形态也正是结构的重要部分,它的形态作用本身使得建筑能够维持并且实现其功能。而形态作用结构体系的定义则是:由可挠曲、非刚性物质构成的体系,体系内的力的改向系通过特定的形态设计与特有的形态稳定来实现。在参考教材中,形态作用体系悲愤为受拉结构体系和拱结构体系;在老师上课的课件中,将形态作用结构体系分为下面几种结构:悬索结构(cable structures)、帐篷结构(tent structures)、气囊结构(pneumatic structures)、拱结构(arch structures)。通过查找相关文献和论文资料,以下文段将对受拉结构体系中的悬索结构以及拱结构的进行较多讨论,着重悬索结构和拱结构。
悬索结构特点及形态
悬索结构,是指以一系列受拉的索作为主要承重构件,这些索按照一定规律组成各种不同形式的体系,并悬挂在相应的支承结构体系边缘构件上的结构。索一般采用有高强钢丝组成的高强钢丝束、钢绞线或钢丝绳,也可采用圆钢筋、带钢或薄钢板以及其他受拉性能良好的材料。正是由于索主要承受轴向拉力的特点,使得我们可以最充分的利用钢材的强度,如果再采用高强度材料时,更可以大大减轻结构的自重。因此,悬索结构可以较为经济的跨越很大的跨度,主要用于桥梁、体育馆、博物馆等大跨度公共建筑和某些大跨度工业厂房的建设,是目前大跨建筑的主要结构形式之一。
悬索结构是一种受力合理的建筑结构。索的受力特点是其只承受拉力,这种结构能够充分利用刚才的强度。通过索的轴向拉伸抵抗外荷载,结构中不出现弯矩和剪力效应。由于悬索在自重下形成自然下垂,由此使得索中拉力与支承水平力间的距离构成的内力臂始终在索截面范围以外,增加垂度也就加大了力臂,从而也有效减少索中拉力和索截面积。根据国外悬索屋盖所做的统计,当结构跨度不超过160m时,每平方米屋盖的钢索用量一般在10kg以下。
正因为此,悬索结构能够跨越很大的跨度,且不需要中间支承。由于悬索结构充分利用了个材料性能,特别是当采用高强钢材时,更可以大大减轻材料的用量,从而减轻结构自重,使得某些大跨度工程的材料使用费用降低。
悬索的结构形式多种多样,平面布置也比较灵活,可以满足不仅是结构承载上的建