2关于结构.pdf

二、关于结构 结构是土木工程的基础 ►人类要在自然界生存发展必须创造适合自身生存的物质环境。在中国把 创造这种物质环境就称为土木工程。 ►物质环境的起源不同，可以是自然的，也可以是技术的。不论哪类，都 必须借其专有的形态来显示自己和履行自己特定的功能。 ►物体形态的保持是其功能存在的先决条件。 ►要让一种物体的形态存在，先决条件是使物体能承受作用在它上面的力。 结构（Structure）赋予物体承受作用力的能力。 ►在自然和技术的物质环境中，只有物体的专有的形态不变，才能履行它 们的特定功能，而结构是功能的真正保持者。 结构的发展 ►从结构发展历史看，人造的生存空间主要是跨度和高度两个不同方向的 扩展的过程。 ►在跨度上，开始从三角架或梁，逐渐发展到拱、桁架，现在发展到索、 膜和气囊。 华南植物园飞鹅岭新石器时代遗址复原建成 “广州第一村”（三脚架） 3 华南植物园飞鹅岭新石器时代遗址复原“广州第一村”（三角架） 三角架基础上向高度、跨度发展—木杆件框架结构 华南植物园飞鹅岭新石器时代遗址复原建成 “广州第一村”（木框架） 6 三通式榫卯结构 7 榫卯结构,宋代榫卯结构石桥 8 霍氏祠堂广州大学城石柱、石月梁榫卯连接 9 •建筑结构是建筑的“骨骼”，是建筑空间“围蔽”体的支撑系统。 •结构设计—给建筑装上能受力的“骨骼”。 香港中银大厦 结 构 一 览 无 余 ►在高度上，开始是砌体，逐渐从短柱到长柱。随着高度越高，水平的力 越来越大，这时一些能有效抵抗水平力的桁架、筒等等，开始得到利用。 结构的作用 ►结构在自然与技术里的作用，不仅要承受物体本身的重量，而且要接受 外加的力量，也就是荷载。 ►作用的实质是如何把本身的重量和外加的力量合理地传递和释放。这个 过程有如水的流动，有它的 “源”，也有它的 “汇”。力的接受、传递和 释放也可以看作是一种 “力流”。一样有它的 “源”，即力的 “作用点”； 也有它的 “汇”，即支座。 ►合理的结构的形态应该与 “力流”相适应，而不是背道而驰。 ►以重力荷载为例，下图（A）的 “力流”传递明显比下图（B）要简明。 ►三角架合理，但高度、跨度受限制。 转折 图（A ） 图（B ） 图（C ） ► “力流”的传递途径越复杂，转折越多，牵扯结构的部件 越多，对结构的要求就越高。 ►从结构的可靠性上看，传力途径越复杂，相对来说，结构 整体的可靠性越低。 ►如何安排 “力流”的方向和路径是整个结构设计的核心。 备受争议的两个实例（化简为繁）： •北京西客站大楼 •央视大楼 北京西客站： “大门”上扛着一个重重的亭子 央视大楼：“L”形悬臂结构，巨大的先天性倾覆力 技术对结构发展的促进 追求大的支撑空间一直是结构发展的核心目的 实现跨度与垂直支撑的最简单的方式是什么？ •