建筑力学与结构论文
建筑结构的论文
建筑结构的论文这几年来,我国的建筑业发展很快,我国建筑结构的设计已经在建筑业有很重要的地位。
下文是店铺为大家搜集整理的关于建筑结构的论文的内容,欢迎大家阅读参考!建筑结构的论文篇1谈建筑结构设计[摘要]建筑结构设计是个系统的,全面的工作。
需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。
作为设计人员,要掌握结构设计的过程,保证设计结构的安全,还要善于总结工作中的经验。
本文根据笔者的工作经验,对建筑进行结构设计时要注意的事项进行阐述。
[关键词]建筑;结构设计;过程;注意事项结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。
用基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等结构元素来构成建筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。
把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。
一、结构的设计过程结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。
方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。
确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。
结构计算阶段的内容为:首先,荷载的计算。
荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。
其次,构件的试算。
根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。
再次,内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。
建筑力学与结构选型论文
《建筑力学与结构》选型论文建筑结构之砌体结构学院:建筑城规学院专业:建筑学班级:建筑1班学号:20154442姓名:于春晓建筑结构之砌体结构一、定义砌体结构就是指用砖砌体、石砌体或砌块砌体建造,由块材与砂浆砌筑而成的墙,柱作为建筑物主要受力构件的结构,又称砖石结构。
它包括砖结构、石结构与其它材料的砌块结构,分为无筋砌体结构与配筋砌体结构。
二、特点优点:①容易就地取材。
砖主要用粘土烧制;石材的原料就是天然石;砌块可以用工业废料──矿渣制作,来源方便,价格低廉。
②砖、石或砌块砌体具有良好的耐火性与较好的耐久性。
③砌体砌筑时不需要模板与特殊的施工设备,可以节省木材。
新砌筑的砌体上即可承受一定荷载,因而可以连续施工。
在寒冷地区,冬季可用冻结法砌筑,不需特殊的保温措施。
④砖墙与砌块墙体能够隔热与保温,节能效果明显。
所以既就是较好的承重结构,也就是较好的围护结构。
⑤当采用砌块或大型板材作墙体时,可以减轻结构自重,加快施工进度,进行工业化生产与施工。
缺点:①与钢与混凝土相比,砌体的强度较低,因而构件的截面尺寸较大,材料用量多,自重大。
②砌体的砌筑基本上就是手工方式,施工劳动量大。
③砌体的抗拉、抗剪强度都很低,因而抗震较差,在使用上受到一定限制;砖、石的抗压强度也不能充分发挥;抗弯能力低。
④粘土砖需用粘土制造,在某些地区过多占用农田,影响农业生产。
(因搭建方式,抗震性差)三、砌体结构的历史砌体结构的历史悠久,就是最古老的一种建筑结构,天然石就是最原始的建筑材料之一。
远古时候,人们只能采用可以从自然界直接获取的天然石材与木材,当石材不易获取或成本太高时,晒改的土坯与烧制的砖成为其替代品,砌块与由灰泥、砂浆等黏性材料粘结在一起构成了尺寸较大并可以承受较大荷载的构件。
在我国古代,由于最早的城市起源于平原,石材缺少,因此古中国建筑主要还就是以木结构为主。
但这不代表中国砖石结构没有任何地位,砌体结构在中国历史悠久,根据最新的考古成果报道:我国最早的砖就是甘肃民乐县东灰山“四灞文化”居住遗址出土的土砖,距今天有3700年的历史了。
建筑力学论文2
永城职业学院建筑工程系毕业论文永城职业学院Yongcheng Vocational College建筑工程系毕业论文建筑力学在建筑工程中的应用专业:建筑工程技术班级:建技113班学号: 201163302姓名:沈玉珍学校指导教师:宋进朝工地指导师傅:李亚超2013年6月摘要从遥远的古石器时代到而今日益发达的社会,力学总是和人类的发展与进步息息相关。
人类在远古时代就开始制造各种器物,如弓箭、房屋、舟楫以及乐器等,这些都是简单的结构。
随着社会的进步,人们对于结构设计的规律以及结构的强度和刚度逐渐有了认识,并且积累了经验,这表现在古代建筑的辉煌成就中,如埃及的金字塔,中国的万里长城、赵州安济桥、北京故宫等等。
尽管在这些结构中隐含有力学的知识,但并没有形成一门学科。
随着人类的进步发展,人们逐渐从这些结构和实践中总结经验,发展成现代的力学理论与方法。
这些理论和方法几乎被应用到了所有的领域。
建筑的发展和力学是密不可分的,可以说没有可靠的力学与结构分析就没有安全而又实用的优秀建筑。
尤其是对于现代建筑的意义更为重要,每一座好的建筑在建造前都要通过很多次的实验验证与安全评估,否则将产生诸多不好的后果,损失难以估计。
首先是建筑结构的合理性,如何在实际情况下选取合适节省材料的结构方式完成工程很重要。
尤其要考虑到安全因素,从整体的静力分析到有线单元的桁架与混凝土结构再到外部环境因素,如风载荷、地震波、特殊场地的特殊设计要求等,这些都是我们要关注的。
力学是美丽的也是要我们认真对待的,他几乎应用到了所有角落。
建筑是随着人类文明进步一起发展的,再好的理论都需要可靠地实践来证明,同理好的理论和方法也尤为重要,如计算机的发展,模拟软件的开发,模块的受力及有限单元法的使用等极大地促进了力学分析和复杂问题的计算,所以他们实相符促进和影响的。
总之,力学与建筑是分不开的,我们作为力学学习者,特别是对我这样对建筑土木感兴趣的学生来说,掌握最基本的分析方法和培养良好的科学习惯尤为重要,并为以后的学习和工作打下坚实基础。
《建筑力学与结构》解析
《建筑力学与结构》解析《建筑力学与结构》是一门研究建筑物受力和力学行为的学科,是建筑工程中非常重要的一环。
它涵盖了建筑物各个部分的设计和分析,包括建筑物的整体结构、承重墙、梁柱、地基等。
通过对建筑物的受力和力学行为的研究,可以确保建筑物的安全可靠,满足设计要求。
建筑力学与结构的研究内容主要包括静力学、动力学和土力学。
静力学研究建筑物在静止状态下的受力和稳定性,动力学研究建筑物在外力作用下的振动特性,土力学研究建筑物与地基的相互作用和土体的力学行为。
在建筑力学与结构的学习中,首先需要学习力学基础知识,如力、力矩、受力分析、受力平衡等。
这些基础知识是理解建筑物受力和力学行为的基础。
其次,学习建筑物的各个部分的设计和分析。
建筑物的结构主要由承重墙、梁柱和地基组成。
承重墙承受附加荷载和地震荷载,梁柱承受屋面和楼板的荷载,地基将建筑物的荷载传递到土壤中。
学习建筑物的具体部分的设计和分析,可以了解不同建筑物的结构特点和受力状态。
另外,学习建筑物的整体结构分析和设计。
整体结构分析主要包括静力分析和动力分析。
静力分析用于确定建筑物的受力状况和内力分布,动力分析用于研究建筑物在地震作用下的响应。
通过整体结构分析,可以了解建筑物的强度和刚度,保证其在荷载作用下的稳定性和安全性。
最后,学习土力学知识。
土力学主要研究土壤的力学特性和土体与建筑物之间的相互作用。
了解土体的性质和力学行为,可以选择合适的地基形式和土壤处理措施,提高建筑物的抗震能力和承载能力。
总的来说,《建筑力学与结构》是建筑工程中非常重要的一门学科。
通过学习该学科,可以掌握建筑物的受力和力学行为的基本原理,为实际工程项目的设计和施工提供理论基础和技术支持,确保建筑物的安全可靠。
同时,该学科的研究还能够为建筑工程的创新和发展提供理论依据和技术支持。
建筑力学与结构
建筑力学与结构
欢迎来到建筑力学与结构的世界!一个广泛的专业,以建筑的结构及其结构的力学和动力学运动为研究焦点。
本质上,建筑力学与结构是一门以研究物体受力行为为主题的工程科学分支。
它所涉及的研究范围包括对建筑结构的力学分析、结构设计、结构模拟及计算机辅助分析等。
一般来说,建筑力学与结构研究有两个基本方面:结构研究和力学研究。
结构研究旨在确定建筑物的负重结构,并且为优化结构的工作提供基础。
它主要涉及结构类型、线路及构件的性能等问题的研究。
力学研究主要集中在对结构的力学性能的分析与计算。
它旨在探索结构在力学条件下的特性及其与外部因素的关系。
建筑力学与结构的研究分支及其应用极为广泛,这使得这一领域具有很强的发展潜力。
比如,在结构设计方面,该领域有着大量的应用。
通过力学模拟方法,建筑工程师可以对建筑物在负载作用下的变形、重心变化等进行计算,从而设计出有效的结构系统。
建筑师也利用该领域的研究成果,充分考虑建筑的力学要素,设计出结构外型更美观、具有更强稳健性的建筑物。
此外,在建筑力学与结构领域,还有许多新兴技术和方法,如计算机辅助设计、运动学分析、计算流体力学模拟等,可以有效提高建筑结构的设计。
总之,建筑力学与结构的研究范围广泛,具有很强的发展前景。
它既能够为建筑设计提供力学依据,又能够推动建筑结构的技术创新,
有助于满足当下社会的不断变化的创新需求。
关于建筑结构的论文范文
关于建筑结构的论文范文摘要关键词:建筑结构;力学性能;稳定性;设计原则;结构形式一、引言二、建筑结构的基本概念建筑结构是指建筑物在承受各种外部荷载时的力学性能和稳定性。
它包括结构的组成、结构的力学性能、结构的稳定性以及结构的失效等基本概念。
1. 结构的组成建筑结构由各种材料、构件和连接件组成。
材料包括混凝土、钢材、木材等;构件包括梁、柱、板、墙等;连接件包括螺栓、焊接、铆接等。
2. 结构的力学性能结构的力学性能是指结构在承受各种外部荷载时的变形、内力和位移等力学行为。
它包括结构的强度、刚度、稳定性等。
3. 结构的稳定性结构的稳定性是指结构在受到外部荷载作用时,保持原有形状和位置的能力。
它包括结构的整体稳定性和局部稳定性。
4. 结构的失效结构的失效是指结构在受到外部荷载作用时,不能保持原有形状和位置,导致结构破坏或丧失功能。
三、建筑结构的分类1. 按用途分类建筑结构可分为民用建筑结构、工业建筑结构、公共建筑结构等。
2. 按结构形式分类建筑结构可分为框架结构、剪力墙结构、筒体结构、拱结构等。
3. 按材料分类建筑结构可分为混凝土结构、钢结构、木结构等。
四、建筑结构的设计原则1. 安全性原则建筑结构的设计应确保在正常使用条件下,结构能够承受各种外部荷载,保证建筑物的安全。
2. 经济性原则建筑结构的设计应在满足安全、功能、美观等要求的前提下,尽量降低工程造价。
3. 可靠性原则4. 环保性原则建筑结构的设计应尽量采用环保材料,减少对环境的污染。
五、常见的建筑结构形式1. 框架结构2. 剪力墙结构3. 筒体结构4. 拱结构六、实际案例分析七、结论八、建筑结构的创新与发展随着科学技术的不断进步,建筑结构也在不断创新和发展。
现代建筑结构的设计和施工过程中,越来越多的新技术、新材料和新工艺被引入,为建筑结构带来了更多的可能性。
例如,高性能混凝土、轻质高强钢材、复合材料等新材料的出现,使得建筑结构在保持安全性的同时,能够实现更大的跨度和更高的高度。
[精选]建筑力学与结构
[精选]建筑力学与结构建筑力学与结构是建筑学的重要分支之一,主要研究建筑物的受力性能和结构设计等问题。
在建筑工程中,建筑力学与结构的应用十分广泛,包括房屋、桥梁、隧道、塔楼、高层建筑等,是保障建筑物安全稳定的关键因素之一。
建筑力学与结构的研究对象是建筑物的各种受力形式和受力组合,包括静力学、动力学、弹性力学、塑性力学、损伤力学等方面。
建筑力学与结构的设计目标是确保建筑物在规定的使用寿命内能够稳定地承受各种荷载,包括自重、雪载、风载、地震载、附加载荷等,同时满足舒适、美观、经济等要求。
建筑物的受力特点是复杂多变的,因此建筑力学与结构的研究需要综合运用数学、物理、力学、材料学、计算机科学等多学科知识和技术手段,包括理论分析、试验研究、仿真计算、结构优化等方面。
同时,考虑到建筑物的使用环境和使用方式的多样性,建筑力学与结构的设计还需要综合考虑人类工效学、建筑物功能性等问题,以确保建筑物的使用效果最优化。
建筑力学与结构的主要内容包括:(1)静力学:研究建筑物在静止状态下的受力特点和性能,包括荷载分析、受力分析、结构设计等方面。
(2)动力学:研究建筑物在外部荷载作用下的振动特性和响应特性,包括自然振动频率、共振和阻尼等方面。
(3)弹性力学:研究建筑物的弹性行为和变形规律,以及强度和稳定性等方面,包括材料力学、梁板论、弯曲理论等方面。
(5)损伤力学:研究建筑物受损伤、破坏和退化等情况下的力学行为和性能,以及损伤检测和维修等方面。
(1)民用工程:包括住宅、商业建筑、办公楼、公共设施、体育场馆等各种民用建筑的设计、施工和维护等方面。
(5)环境工程:包括水利工程、给排水工程、环保工程等各种环境建筑的设计、施工和维护等方面。
作为建筑学的重要分支,建筑力学与结构的发展水平和应用水平对维护建筑物的安全稳定起到了至关重要的作用。
随着现代科技的发展,建筑物的结构越来越复杂,建筑力学与结构的研究和应用也会不断深化和扩展,推动建筑物技术的进步和发展。
建筑力学论文
建筑力学论文摘要本文主要探讨了建筑力学在建筑设计和施工中的应用。
建筑力学是研究建筑的力学性能和结构行为的学科,通过建筑力学的分析和计算,可以优化建筑设计方案,确保建筑结构的安全和可靠性。
本文介绍了建筑力学的基本概念和原理,并通过具体案例分析,说明了建筑力学在实际工程中的应用和意义。
1. 引言建筑力学是研究建筑结构受力情况和结构行为的学科,它主要关注建筑物的力学特性和设计。
在建筑设计过程中,通过建筑力学的计算和分析,可以确定建筑物的荷载分布、结构材料的选用以及结构的稳定性等问题。
建筑力学的研究不仅有助于优化建筑设计方案,还能够保证建筑物的安全和可靠性。
本文将从建筑力学的基本概念开始介绍,然后通过具体案例分析建筑力学在建筑设计和施工中的应用。
2. 建筑力学的基本概念建筑力学主要包括静力学、弹性力学、塑性力学等基本概念和原理。
静力学是研究物体在平衡状态下受力情况的学科,包括受力分析、平衡方程等内容。
弹性力学是研究物体在受力作用下产生的变形和应力分布规律的学科,考虑材料的弹性特性。
塑性力学是研究物体在受力作用下发生塑性变形的学科,考虑材料的塑性特性。
建筑力学的研究还涉及到结构形式和荷载分析等内容。
结构形式是指建筑物的结构形式,如梁、柱、墙等。
荷载分析是指建筑物承受的荷载类型和大小的分析,包括静态荷载和动态荷载等。
3. 建筑力学在建筑设计中的应用建筑力学在建筑设计中起着重要的作用。
首先,在建筑设计初期,建筑力学可以对建筑物的受力和变形情况进行预测和分析,帮助确定合理的结构形式和材料选用。
通过建筑力学的计算,可以优化建筑设计方案,确保结构的安全性和经济性。
其次,在建筑施工阶段,建筑力学可以指导施工过程中的各项工作。
例如,在梁柱的施工中,建筑力学可以提供梁柱的荷载分布和稳定性分析,确保梁柱的承载能力满足设计要求。
在墙体施工中,建筑力学可以分析墙体的受力情况,指导墙体施工过程中的操作和加固措施。
4. 建筑力学在实际工程中的应用案例分析为了说明建筑力学在实际工程中的应用和意义,本文以一个建筑物的结构设计为例进行案例分析。
建筑力学论文.doc
古建筑中的力学原理应用物理0901班马海军 200948410104摘要:建筑是美力学渗透于生活的各处的结晶。
拱桥中的力学原理,就是通过一个水平推力把原本由荷载产生的弯矩应力变成压应力或者大部分转化为压应力。
斗拱是我国木构架建筑特有的结构构件,由方形的斗、升和矩形的栱、斜的昂成。
穹顶是用木结构屋架造成的屋顶,屋面做成柔和雅致的曲线,四周均伸展出屋身以外,上面覆盖着青灰瓦或琉璃瓦。
西方人称誉中国建筑的屋顶是中国建筑的冠冕关键字:古建筑、拱桥、斗拱、穹顶一、概述古代建筑,不仅造型精美,而且合理利用力学,完美地诠释了力与美结合产生的建筑外观多样性与结构的合理性。
歌德曾经说过:“建筑是凝固的音乐,音乐是流动的建筑。
”由此可见,建筑是美力学渗透于生活的各处的结晶。
拱是自然界中常见的一种结构,拱桥,斗拱,穹顶……各种拱结构遍及生活各处,本论文主要通过拱的叙述来讲示其中的力学原理。
二、内容(一)拱桥:拱桥中的力学原理,就是通过一个水平推力把原本由荷载产生的弯矩应力变成压应力或者大部分转化为压应力。
拱区别于梁的最大之处就是存在水平推力,如果这个水平推力和支座反力以及作用于其上的荷载的合力的作用点和方向刚好通过拱的轴线,这样的拱就是合理拱,而这样的拱是只受压应力的.如果两者不是重合的,那就存在一定的弯矩应力。
但一般情况在拱的弯矩小于相同跨度的梁的.我们知道石材的抗压性能是很好的,而抗拉性能是较抗压性能差的,通过拱的原理,就可以把抗压性能好的石材在抗压方面的特点充分利用,并且能避免抗拉方面的不足.。
简单来说,就是把竖直向下纵向力,通过桥身内力转化为横向的力,最后作用到两边的基体,所以拱桥的选址要求桥的两边基础扎实。
简支梁弯矩最大(使用于小跨度结构);伸臂梁、多跨静定梁、三铰刚架、组合结构弯矩次之(使用于较大跨度结构);桁架、具有合理拱轴线的三铰拱弯矩为零(使用于大跨度结构)。
从梁到拱的发展过程,是一个不断探讨不断改进的过程,梁是用与荷载横交的直杆来承荷,且靠杆的抗弯、剪能力把力传到两端,可谓之“担”。
什么是建筑力学作文
什么是建筑力学作文英文回答:Structural mechanics, also known as structural engineering, is a branch of civil engineering that focuses on the analysis and design of structures to ensure their safety, stability, and functionality. It involves the application of mathematical principles and physical laws to understand the behavior of structures under various loads and environmental conditions.In structural mechanics, engineers use principles of mechanics, such as statics, dynamics, and mechanics of materials, to analyze and design structures. They consider factors such as the materials used, the shape and geometryof the structure, and the loads it will be subjected to, including dead loads (e.g., the weight of the structure itself), live loads (e.g., the weight of people and movable objects), and environmental loads (e.g., wind, earthquakes).One important aspect of structural mechanics is the concept of structural analysis. Engineers use mathematical models and computer simulations to determine the internal forces and deformations within a structure. This analysis helps ensure that the structure can withstand the applied loads without experiencing excessive stresses or deformations that could lead to failure.Structural mechanics also involves the design of structures. Engineers consider factors such as the desired strength, stiffness, and stability of the structure, as well as aesthetic and functional requirements. They select appropriate materials, determine the size and arrangement of structural elements, and ensure that the structure is capable of resisting the anticipated loads and forces.Overall, structural mechanics plays a crucial role in the construction industry by ensuring the safety and stability of structures. It combines engineering principles with practical considerations to create structures that are both functional and durable.中文回答:建筑力学,也被称为结构工程学,是土木工程的一个分支,专注于分析和设计结构,以确保其安全性、稳定性和功能性。
建筑结构与工程力学研究
建筑结构与工程力学研究建筑是人类最基本的生存需求之一,也是文化、历史和社会发展的重要载体。
建筑结构是建筑物的基础,决定了建筑物的稳定性、安全性、经济性、美观性和功能性等方面。
工程力学是研究力的作用和效应的学科,是建筑结构设计和计算的理论依据。
建筑结构与工程力学研究的发展,对于提高建筑物的质量、降低建筑成本、提高建筑效率和保障建筑安全具有重要意义。
建筑结构与工程力学研究的历史可以追溯到古代文明时期。
古埃及人在建造金字塔时,就利用了三角形的稳定性原理,采用大石块分层叠加、上顶抵紧的结构设计,使金字塔具有极高的稳定性。
古希腊人建造的帕台农神庙,则采用了柱子的刚性原理,使建筑物具有支撑力和稳定性。
随着时间的推移和科学技术的不断进步,建筑结构与工程力学的研究也不断发展壮大。
现代建筑结构与工程力学研究的核心是结构力学、材料力学、结构动力学、结构优化和工程力学实验等方面。
结构力学是研究建筑结构受力状态和力学效应的学科,是建筑设计的基础。
结构力学的研究内容主要包括:力学基本原理、物理力学、力学分析方法、整体和局部稳定性、结构平衡和变形分析、结构成本和优化等方面。
其中,物理力学是结构力学的基础,通过对物理量的测定和分析,确定建筑物受力状态的计算和评估方法。
力学分析方法是建筑结构计算的基础,主要包括的方法有解析法、数值分析法和模型试验法等。
整体和局部稳定性是建筑结构的基本要求之一,要求建筑结构具有稳定、坚实和可靠的性能。
结构平衡和变形分析是建筑结构计算中的重要环节,目的是确定建筑物在受力情况下的变形量和变形形态。
结构成本和优化是建筑设计的另一个重要方面,要求在满足建筑结构安全和强度要求的前提下,尽量降低建筑物的成本和维修费用。
材料力学是研究材料机械性能和材料强度的学科,是建筑材料的基础。
建筑材料应具有合适的强度、韧性、耐久性和防火性等性能,以满足建筑物的安全、美观、经济和环境保护要求。
材料力学的研究内容主要包括力学性能测试、材料断裂和损伤分析、构造设计和材料耐久性评价等方面。
建筑设计中的结构与建筑力学
建筑设计中的结构与建筑力学建筑设计是建筑领域中至关重要的一环,而结构与建筑力学则是建筑设计中的重要组成部分。
结构与建筑力学的研究与应用能够保证建筑物的稳定性、安全性和耐久性,对于建筑工程的成功实施起到至关重要的作用。
一、结构与建筑力学的概念和原理结构与建筑力学是研究建筑物在自身重力和外力作用下的受力规律和受力状态的学科。
它以力学原理为基础,通过分析结构体系的力学性能和荷载特征,来确定建筑物的合理结构形式和尺度。
1.1 结构系统结构系统是建筑物的支撑系统,包括基础、柱、梁、墙和屋顶等元素。
它们相互作用、协调配合,承担和传导荷载,使建筑物保持平衡和稳定。
1.2 受力分析受力分析是对结构承受的内力、外力和变形进行分析和计算的过程。
它通过应力、应变和变形的研究,确定建筑物在各种载荷下的受力状态和安全性。
1.3 建筑力学建筑力学是研究结构的力学性能和响应的学科,它包括静力学、动力学和稳定性等理论。
建筑力学的研究成果可用于指导设计、施工和维护建筑物。
二、结构与建筑力学在建筑设计中的应用结构与建筑力学在建筑设计中具有广泛的应用,其中包括结构设计、荷载分析、结构优化和实验研究等方面。
2.1 结构设计结构设计是根据建筑物的功能需求和使用要求,确定合理的结构形式、材料和尺度。
通过结构设计,可以使建筑物在正常使用情况下能够承受荷载并保持稳定。
2.2 荷载分析荷载分析是对建筑物所承受的各种力的大小和作用方式进行分析和计算的过程。
荷载包括常规荷载(如自重和使用荷载)和非常规荷载(如风荷载和地震荷载)。
荷载分析能够帮助工程师了解结构的受力情况,从而确定结构的合理设计方案。
2.3 结构优化结构优化是通过调整结构参数和材料的选择,使建筑物在满足强度和刚度等要求的前提下,尽可能减小结构重量和成本。
结构优化可以提高建筑物的经济效益和施工效率。
2.4 实验研究实验研究是通过搭建实物模型或进行大型试验,来验证理论计算结果和分析方法的准确性和可行性。
“建筑力学与结构”课程改革研究
“建筑力学与结构”课程改革研究建筑力学与结构是建筑学专业的一门重要基础课程,在建筑设计、工程管理、施工监理等领域具有广泛的应用和重要的作用。
随着社会的发展和科技的进步,建筑力学与结构课程的教学手段、教学内容、教学方式等方面也需要不断地改革和创新,以更好地适应时代变化和学生需求,提高教学效果。
本文通过调查分析和综合研究,对建筑力学与结构课程的改革进行探讨。
一、教学手段的改革随着计算机技术的不断发展,现代教育的教学手段也发生了巨大的变革。
如今,电子教案、多媒体教学等新型教学工具已经成为现代教育的标配。
建筑力学与结构课程也需要使用这些新型教学手段,以提高课程的教学效果。
例如,利用仿真软件进行虚拟实验,能够更好地体现建筑结构设计的理论与实践相结合的特点。
此外,利用网络教学平台开设在线课程,能够更好地满足学生的学习需求,提高学生的学习热情和学习效率。
建筑力学与结构课程的教学内容要随着建筑学科的不断发展而不断更新。
教学内容应该包括传统的静力学理论,同时也要加强对于力学分析方法、设计理论等方面的讲解。
此外,因为工程实践中建筑结构的安全性问题日益突出,因此应该加强对于结构静、动态分析以及结构安全的讲解,以提高学生对于结构安全的认识和理解。
另外,还可以加强与新兴技术相关的教学内容,如建筑信息模型(BIM)等,以便更好地适应行业的变化和发展。
传统的教学方式往往是讲授理论,缺少互动和实践。
对于建筑力学与结构课程的教学方式,应该加强对于学生的互动和实践环节。
例如,利用小组合作的学习方式,让学生通过互动交流和合作完成任务,以提高学生的学习热情和参与度。
此外,还可以组织学生参与到实际建筑结构设计项目中去实践,让学生深入了解工程实践中的问题和挑战。
建筑力学与结构课程的教学评价要更加科学、合理。
要尽量避免单一的考试评价方式,而应该采用多种教学评价方式,如实验报告、设计作品、小组合作成果等,以便更好地评估学生对于理论知识和实践技能的掌握情况。
建筑力学论文
博学笃行至诚至坚建筑力学—楼梯从古至今,我们的建筑也在从无到有从天然到人工从低级到高级地不断发展进步之中。
而力学原理又是建筑构造的根基。
其中建筑的稳定性是所有建筑必须考虑到的最重要的因素之一。
尽管我们现在可以看到像比萨斜塔一样给人以不稳定感的建筑,可以看到像空中花园一般神奇的建筑,但是从力学角度分析,它们都是稳定的。
本人在安大图书馆无意中发现有个楼梯竟然只有上下两个支撑面,给人的感觉很不稳定。
为什么不在转弯处建立一个支撑点呢?原来是为了巧用楼梯下空间。
这样零落空间具有一定的深度和宽度,经过规划后也可以成为储藏空间,如利用楼梯下方的空间,可创造出一处紧靠墙面的书架。
同时楼梯间亦可充分发挥空间利用的功效,靠墙的一侧可以依楼梯的走势而设计,做成大小不一的柜子,然后再在墙上打上柔光,保证展示柜上的物件会精美漂亮!屋角变身室内亮点在足够大的居家空间的角落里放置休闲椅或小桌几,可以为室内带来一种闲雅的氛围。
角落家具中过去人们喜欢选用主人椅,现已简化为休闲椅。
因大多为布艺,无论是复杂或简单的线条都颇具色彩感,具有调节空间摆设及气氛的效果。
当然,实用性很重要,但安全性也是必需的!楼梯在室内起到路径的功能,因此其安全与否是头等大事。
楼梯的安全性首先体现在其承重能力上,我们图书馆的楼梯整体构造是铁制的,楼梯扶手和护栏是铁制品,而楼梯板为木制品,木制的可以减轻自重,体制的可以使楼梯更耐用更坚固,从侧面看,铁制梁都是呈工形使受力面尽量增大,从而减小压强;其实,楼梯装好后还要采取一定的防滑措施。
木质踏板可选择专用的防滑垫(胶背垫),或粘金属颗粒是上面变得粗糙,从而增加动摩擦因数,增加摩擦力使人们行走时不易滑倒。
再次,楼梯的所有部件应光滑、圆润,没有突出的、尖锐的部分,以免对人造成伤害。
楼梯的受力情况:楼梯主要有受力的曲梁、踏步、扶手及栏杆组成的,聪明的设计师将这些主要构件有机地连接起来,互相受力设计出各种优美的造型。
如木制的旋转梯,每步踏步板的受力在两端。
《建筑力学》与《建筑结构》深度融合的教学研究
《建筑力学》与《建筑结构》深度融合的教学研究[摘要]打破了《建筑力学》《混凝土结构》和《砌体结构》三门课程相对独立,各学科分开教学的传统模式,将其教学内容进行按需优化、系统整合,解决了课程分离、知识分散的问题。
[关键词]建筑力学;建筑结构;深度融合;教学改革为培养社会所需的零距离上岗的技术型、应用型人才,高职院校积极大胆地尝试各种教学改革。
努力摆脱传统学科型教学模式的影响,积极探索学科本位向能力本位、职业本位的转变;教学计划以实操能力为核心,课程设置突出应用性、实践性。
在这种改革大潮下,针对建筑工程技术专业仍存在的教学内容与过程脱节,各学科各自为政的问题,我们积极探索学科间的优化整合,尝试将《建筑力学》与《建筑结构》进行深度融合,以解决分别讲授带来的知识连贯性差,学生不会主动应用力学知识去学习、解决建筑结构问题的现状。
由表对比可见,将两门课合并后总学时量减少了28,其中理论学时减少了42时,实训则增加了18学时且增加了单层工业厂房的内容。
这与高职理论知识“必需、适度”强化实践动手能力培养原则一致。
融合的重点、难点在于两门课内容如何揉在一起?我们的切入点是以基本构件为模块。
每个模块将所需力学的内力、应力、强度及变形计算融入钢筋混凝土构件中。
以表1中“轴心受拉构件”为例具体说明改革变化情况及其可行性。
改革后轴心受拉构件教学用12学时,较传统的钢筋混凝土结构轴心受拉构件教学用时(2学时)大幅增加,这里增加的学时量,实质上是将原建筑力学轴心受力构件的内力、应力、强度、变形知识与建筑结构轴心受拉构件承载力计算融合到一起。
试点实验讲授中具体安排为:首先讲解训练轴心受拉构件用到的力学基础知识,包括杆件的基本变形(杆件拉伸、压缩、弯曲、扭转及剪切的概念等)、轴向拉压杆内力与内力图概念、轴力计算与轴力图绘制知识,理论教学结合实训共用6个学时。
由于以上内容内含各种结构构件基本知识、内力概念、内力计算基本方法、内力图概念、内力图画法及注意事项等,在此用最简单的轴心受拉构件做铺垫讲解训练到位,故此安排学时量较多。
建筑力学论文
建筑力学论文建筑力学是研究建筑物结构行为的学科,它探讨了建筑物如何承受和分配荷载以及如何保持结构的稳定性。
在这篇文章中,我们将从力学的角度探讨建筑物的结构设计和分析,理解建筑力学的基本原理。
一、建筑物的荷载和反力荷载是指施加在建筑物结构上的外部力,包括自重、人员活动、设备负荷、风荷载、地震荷载等。
建筑物必须能够承受这些荷载并将其传递到地基上,以保持结构的安全和稳定。
建筑物内部的结构元素,如柱、梁、墙等,在承受外部荷载时会产生内力和反力。
内力是指结构元素内部的力,如张力、压力、剪力等,而反力是建筑物对外部荷载产生的抵抗力。
通过计算和分析这些内力和反力,我们可以了解结构元素在不同荷载下的受力情况,并确保结构的合理设计。
二、建筑结构的稳定性在建筑力学中,稳定性是一个重要概念。
一个稳定的建筑物意味着它在受到荷载时能够维持平衡,不会倒塌或发生结构破坏。
稳定性与结构的形状、材料和荷载之间的相互关系密切相关。
建筑物的稳定性取决于其重心和支撑点之间的关系。
如果重心落在支撑点的中垂线上,建筑物会保持平衡。
但如果重心偏离这条线,就会产生倾覆的风险。
因此,在建筑物的设计和施工过程中,必须严格考虑结构的稳定性,采取相应的支撑措施以保证建筑物的安全。
三、建筑物的位移和变形建筑物在受到荷载时,会产生微小的位移和变形。
位移是指结构元素从原始位置发生的移动,而变形是指结构元素在承受荷载后产生的形状变化。
位移和变形对建筑物的设计和可靠性有重要影响。
合理控制位移和变形可以避免结构的过度受力和破坏,确保建筑物的长期使用性能。
四、建筑物的设计与分析建筑物的设计和分析是建筑力学的核心内容。
在设计过程中,工程师需要考虑建筑物的用途、性能要求、场地条件等因素,结合结构的力学特性进行综合分析,确定适当的结构形式和材料。
建筑物的结构分析主要包括静力学和动力学两个方面。
静力学是研究物体在平衡状态下的力学行为,动力学是研究物体在受到外部作用时的运动和响应。
建筑力学论文
建筑力学论文近来与几个年青豆友在网上谈起建筑工程,发觉很多建筑学生[及环境、规划学生]都不甚了解建筑结构的力学问题,从而不能充份欣赏建筑艺术的精华。
要知道一栋建筑物能盖起而不倒下,物料之间存在力学的平衡,是主要因素。
所以中外古今不同地点不同时间,因为材料技术不同,采用的力学方法不同,建筑形式就有大不同。
其实建筑学生要懂的力学知识,深度远不如土木和结构工程学生。
只是一定要掌握基本的建筑力学原理,将来当上建筑师造方案时,能有所依据,设计交到工程师手上才不会因为结构不合理而需要大量修改。
当然,现阶段的结构计算和先进材料,给建筑师很大的设计空间,差不多任何设计形式,都有办法盖出来了。
建筑结构主要就是压力,拉力,剪力和扭力。
不论中外,钢筋混凝土发明者之前,建筑都就是轻易钢架压力,不实行拉力、剪力和扭力设计。
先讲承重结构:1.西方国家的砖石建筑古罗马、希腊、中世纪、工业革命前的欧洲都就是承重墙(loadbearingwalls)居多。
用砖或石一块一块地造墙体,承揽屋顶和上层的木梁和板块世代相传的重量。
加之墙本身的蔡国用(selfload或表示deadload),所以欧式建筑都就是越低层的墙越薄,因此管制了层高不多,免至首层的墙太薄。
又因为墙体都用以载重,门窗洞就无法上开得太宽,以免门窗上的横梁忍受没法上面的重压撞断。
后来砌砖技术进步,就懂用拱形眉(half-roundlintel)和细长拱形眉(pointedarchlintel)把甩在门窗上的重量分后两边传至墙体,洞口就叶越桔很大。
2.西方国家的圆拱形承重古罗马很早就懂用砖石造圆拱形大跨度钢架。
半圆拱形就是个稳定而等距的结构,他们修建的砖石桥和水漕运直至如今都存有留存。
半圆拱形后来发展成筒拱(barrelvault),就沦为屋顶例如拱状的空间。
问题却出来在两个筒拱十字平行的边线,如何用砖石砖结大於圆径的拱形而不好像?罗马人盖得平稳坚固的筒拱,欧洲在中世纪兴建教堂时却碰上困难。
建筑力学论文:基于共同作用下巨型框架结构的动力特性分析
建筑力学论文:基于共同作用下巨型框架结构的动力特性分析摘要:巨型框架结构由于其平面布置的灵活性和以空间整体受力为特点得到了建筑工程广泛的应用,而基于共同作用机理的巨型框架结构关于不同地基类型的动力响应研究并不深入。
本论文对巨型框架结构力学机理进行分析,归纳其简化的力学运算模型,应用有限元对砂卵石土-筏基-巨型框架结构体系在地震作用下共同响应进行数值运算,并对巨型框架结构进行模态、谐响应以及地震反应谱分析,研究得出巨型框架结构考虑了共同作用后在频率较高时表现出一定的柔性,同时,巨型框架的层间剪力有所增加,最后,归纳了巨型框架结构在动荷载下的力学机理与响应,确定其动力特性。
本文所得结论对工程实践具一定的指导意义。
关键词:巨型框架结构;共同作用;动力特性建筑结构由地基、基础和上部结构三部分组成一个整体,在力平稳系统中各自刚度对其它部分工作性状产生阻碍,每部分的工作性状差不多上三者共同作用的结果,相互阻碍,协同工作,共同承担荷载作用。
目前,建筑结构抗震设计理论割裂了上部结构与地基、基础之间相互作用的关系,这种设计思路是具有一定的不合理性,造成对建筑物抗震能力评估误差,从而在建筑结构建成初期就给整个建筑留下安全隐患[1]。
巨型框架结构具有传力路径明确,整体性能好等优点,同时能够专门好地适应建筑布置变化,日益受到建筑工程界的重视,得到广泛的应用[2]。
同时,砂卵石土具有压实性好,承载力较高,不易液化等优良特性,随着高层建筑工程的进展,越来越多的高层建筑选择以砂卵石层为持力层的地基形式[3]。
因此,巨型框架结构的上部结构与其地基基础共同工作问题差不多受到学术界和工程界的高度重视。
依照目前高层建筑共同工作理论进展的现状,本文对巨型框架结构-筏基-砂卵石地基共同作用方面进行相关动力研究,所得结论对工程实践具一定的指导意义。
1力学模型某电信局综合楼,基地面积2 340 m2,地面以上高度为140.5 m,建筑面积约3.6万平方米,采纳巨型框架结构体系,楼层平面为规那么的长方形,尺寸为29.7 m×30.2 m,基础埋深14.2 m,四角设置四个大小相等的钢筋混凝土筒〔7.6m ×5.6 m〕,四角筒与四道桁架层形成一级结构,各道桁架之间的框架为二级结构。
建筑力学好毕业设计论文.doc
建筑⼒学好毕业设计论⽂.doc建筑⼒学建筑⼒学是⼀门技术基础课程,它为⼟⽊⼯程的结构设计及施⼯现场受⼒问题的解决提供基本的⼒学知识和计算⽅法。
1.1 建筑⼒学的研究对象1.结构的概念结构指的是不同类别或相同类别的不同层次按程度多少的顺序进⾏有机排列。
建筑中由若⼲构件连接⽽成的能承受作⽤的平⾯或空间体系称为建筑结构,简单的说就是建筑物的承重⾻架。
常见的建筑物的梁柱板;桥梁的桥墩、桥跨;⽔坝、堤按等就是结构。
⼈们在⽇常⽣活中⼀般看不到的基础、地基也属于结构。
有了结构,建筑物与构筑物就可以抵抗⾃然界与⼈为的各种作⽤。
因此,结构必须是安全的。
建筑结构由⽔平构件、竖向构件和基础组成。
⽔平构件包括梁、板等,⽤以承受竖向荷载;竖向构件包括柱、墙等,其作⽤是⽀承⽔平构件或承受⽔平荷载;基础的作⽤是将建筑物承受的荷载传⾄地基。
构件——组成结构的单个部件。
●荷载主动作⽤在建筑物上的⼒。
建筑结构的作⽤是指使结构产⽣效应(内⼒、变形)的各种原因的总称。
可分为直接作⽤和间接作⽤。
直接作⽤即习惯上所说的荷载,是指施加在结构上的集中⼒或分布⼒系,如结构⾃重、家具及⼈群荷载、风荷载等。
楼⾯,桥梁,⾼层建筑。
间接作⽤是指引起结构外加变形或约束变形的原因,如地震、基础沉降、温度变化等。
2.结构的形式1)杆系结构杆它的⼏何特征是细⽽长的长条形,长度远⼤于其他两个尺度(横截⾯的长度和宽度)即l>>h,l>>b。
杆⼜可分为直杆和曲杆。
2)板壳结构板壳的厚度远⼩于其他两个尺度(长度和宽度),薄壁结构它的⼏何特征是宽⽽薄即a>>t,b>>t。
特征为曲⾯形。
平⾯形状的称为板,曲⾯形状称为壳。
3)实体结构实体的⼏何特征为块状,长、宽、⾼三个尺度⼤体相近,内部⼤多为实体。
杆件按照⼀定的⽅式连接,形成杆件结构。
1.2 建筑⼒学的任务和内容1.2.1建筑⼒学的任务建筑⼒学的任务通过研究结构的强度、刚度、稳定性;材料的⼒学性能;结构的⼏何组成规则,在保证结构既安全可靠⼜经济节约的前提下,为构件选择合适的材料、确定合理的截⾯形状和尺⼨提供计算理论及计算⽅法。
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建筑力学与结构论文
探索空间膜结构
摘要:膜结构是建筑与结构完美结合的体系。
本文通过对膜结构的概念、起源和发展及膜结构的特点、设计,浅谈对膜结构的理解认识。
关键词:膜结构,起源,发展特点,设计
在建筑力学与结构这个课程中,了解到了包括砌体结构、排架结构、框架结构、简体结构、网壳网架结构、剪力墙结构、门式钢架结构、悬索结构、拱结构、折板结构、膜结构在内的多种结构的一些知识,加深了我对建筑构造的认识。
由于对膜结构建筑情有独钟,故对此进行了更为深入的探索。
所谓膜结构,是依靠膜材自身的张拉力和特殊的几何形状构成的稳定的承力体系,即指有膜材及其支承构件组成的建筑物或构筑物。
膜结构只能承受拉力而不能受压和弯曲,其曲面稳定性是依靠反向的曲率来保障的,因此需制作成凹凸的空间曲面,故习惯上又称为空间膜结构。
从某种意义上来说,帐篷、遮阳棚、伞都可以看做是膜结构的原型。
帐篷作为最原始的建筑模型之一,曾活跃于各个历史阶段,但是其起源之悠久几乎无法推算,考古研究方法越高级就越是发现其原型可以追溯到更古老的时期。
远古时期的帐篷用兽皮、树皮等建造而成,然后发展到有铁木和帆布制作成各种各样的形状,而现代膜结构则是直到第二次工业革命才开始蓬勃发展的。
但是膜结构作为一种真正的现代功能结构,当推1970年在日本大阪万国博览会中所建造的一些空气膜结构,它们是世界上第一个大跨度的膜结构,标志着膜结构时代的开始,从此在世界范围内开展了对膜结构的开发、研究和应用,各种膜结构建筑如雨后春笋般出现在世界的各个角落。
1972年,慕尼黑奥林匹克运动会场采用了帐篷式穹顶,为各国树立了典范。
1988年,日本在东京后乐园棒球馆中采用了充气膜结构,其结构设计与以前的充气膜结构没有太大的区别,只是采用了双膜构造并应用了先进的自动控制技术。
2000年,迪拜伯瓷酒店即帆船酒店作为一座具有里程碑
的建筑,证明了膜结构应用于垂直侧面结构的可能性。
膜结构在我国的应用历史可以追溯到20世纪60年代,上海展览馆采用的临时性的空气支撑式膜结构,但此后很长一段时间内都进展不大,仅在北京及上海曾进口两个跨度不大的气承式空气膜。
1995年建成的北京房山游泳馆和鞍山农委游泳馆是我国第一次正式应用于工程的空气支膜结构,标志着我国内地开始启动了膜结构的工程建设。
近年来,受国外建筑的影响及先进技术的引进,膜结构的应用呈现了活跃的趋势,以体育场为主,一批不同跨度、形式各异的膜结构已在全国各地建成。
其中以南通体育场、佛山世纪莲体体育场、国家体育场“鸟巢”、国家游泳中心“水立方”为典型代表。
南通体育馆是一座新型的膜结构建筑,其体育馆顶部可以开启或关上,在设计上具有新意。
佛山世纪莲体体育场的索膜结构设计与施工是目前我国最大规模的张拉式索膜结构工程,其屋盖规模在世界上可跻身前三位。
“鸟巢”和“水立方”自奥运会之后更是成为了我国的标志性建筑而为众人所知。
膜结构作为一种全新的建筑结构形式,集建筑学、结构力学、精细化工与材料科学、计算计技术等为一体,具有很高的技术含量。
膜结构自重轻、跨度大、施工工期短、便于工厂化生产、制作、安装简易、经济效益良好,而且具有较好的耐久性、耐火性、透光性与自洁性,因此是一种理想而富有生命力的结构形式,在20世纪中期发展起来,很快风靡世界。
以下主要介绍膜结构五个明显的特点。
膜结构的艺术性。
膜结构形状变幻多,支承方式布置灵活,既有造型独特的外观,又有梦幻般的内容空间,最大限度地发挥了膜结构的承载力,创造出无柱的灵活大空间。
建筑造型活泼有优美,富有时代气息,打破了传统的纯直线的建筑形式,就有独特优美曲面造型,清晰体现结构力与美的结合,呈现给人们耳目一新的感受。
其独特曲面外形具有强烈的雕塑感,体型较大的结构看上去像摆脱了重力的束缚般轻盈地飘浮于天地之间。
无论室内还是室外这种雕塑般的质感都令人激动。
这正是我对膜结构一见钟情的主要原因。
膜结构艺术性的一个很典型的例子就是位于阿拉伯海一个小岛的帆船酒店,它的垂直
双层膜,不仅利于通风排气,而且作为酒店内灯光夜色帷幕,给人很强的视觉美感。
膜结构的环保节能性。
膜结构建筑是一种生态建筑,是环保节能的理想建筑。
在建设阶段,由于膜材的自重轻,所以支承系统包括基础的用量都大大节省;在使用阶段,膜材对光反射高吸收低,而且热传导性较低,这在极大程度上阻止了太阳能进入室内;膜材的半透明性保证了适当漫射光照明室内,进行自然采光,节约了运营中的能源消耗;膜结构建筑中的主要材料——膜材和钢材都能回收,循环利用。
德国布兰德市的飞船工棚用膜结构来做工棚那部分的屋顶可以说是最好的结构,因为实际上这种屋顶的钢筋使用量每平方米大约只有150千克。
膜结构的力学性能好。
膜结构的形状由张力平衡条件决定,符合自然的结构原理,是一种自然结构。
膜材轻质高强,与高强钢索相结合,使受力体系简洁合理,大部分以轴力传递,使膜结构能跨越大空间而形成开阔的无梁无柱大跨度结构体系,给建筑设计师与规划师提供了更大的想象和创造空间。
萨翁林纳城堡的扩大建造正是运用了膜结构力学性能好的特点,其屋顶是整片的膜,而在城堡外面几乎看不到膜顶,膜顶是由五个脊索支承的,每个脊索都有两个高点,这样就形成了很多不均匀的“皱纹”,从而有助于在音乐厅内产生理想的音响效果。
膜结构的防火抗震性能好。
膜结构建筑具有耐热性、耐气候性、阻燃性、防火等特性,故能很好地满足防火的要求。
膜结构自重轻,且为柔性结构,具有较大的变形能力,故抗震性能好。
此外,在发生灾害时,采用了膜结构的多功能设施及体育馆,其无柱而明亮的大空间,可以用来作为临时的避难场所、急救中心、抗灾指挥部等。
因此,在危急之时,膜结构建筑可以保护人们的安全。
膜结构的经济性优良。
膜结构的膜材、钢构支承系统均可在工厂内制作,运输到现场安装,缩短了施工周期;由于自重轻,膜材每平方米重量仅1千克左右,加上采用了钢索、钢结构等高强度的材料,大大减轻了膜结构建筑屋面重量,从而降低了墙体和基础的造价;
由于膜材具有一定的透光性,白天可减少照明强度和时间,能很好地节约能源,同时夜间彩灯透射形成的绚烂景观也能达到很好的广告宣传效益。
膜建筑奇特的造型和夜景效果有明显的“建筑可识性”和商业效应,其价格效益比更高。
不可否认的是尽管膜结构具有这么多的优点,但在实际应用中也有其固有的缺陷。
首先是耐久性差,使用年限短,一般为10-25年,间于临时性建筑与永久性建筑之间,比传统的混凝土或钢材的使用年限短。
其次是热工性能较差,在游泳池、植物园等湿度较大的建筑中必须采取防结露措施;在寒冷地区,则需进行必要的保温设计。
最后一个明显的缺点就是由于薄膜张力的连续性,局部的破坏就会造成整个薄膜结构的垮掉。
最后一点要谈及的就是膜结构建筑的设计。
膜结构包括一个仅承受拉力的织物面层和一个支承体系,2其具体是由膜面、边索和脊索、谷索、支承结构、锚固系统,以及各部分之间的连接节点等组成的。
膜结构的所有构件都是完全可见的,它是一种独特的结构,在设计时要仔细权衡,任何构件的设计都不能随意修改,因为修改任一件都将影响整个结构的几何形状以及预应力的平衡。
膜结构的设计核心在于控制结构的边界条件以及支承结构的几何形状,从而找到满足设计要求的最佳膜面形态。
因此,膜结构的选型主要包括膜面形状的确定和膜结构支承体系的选择。
膜面是指经过张拉并安装就位于支承结构上的膜材。
为了保证膜结构的稳定性和刚度,膜面必须是具有一定曲率的双曲面。
膜面的双曲面可以是负高斯曲率的,如预应力张拉膜结构;也可以是正高斯曲率的,如充气式结构。
膜结构的支承体系可以设计成刚性的,也可以设计成柔性的;即可以是曲线的,也可以是直线的。
但支承体系必须足够坚实以承担预应力以及外荷载作用下产生的膜面力,必须在各个阶段均能与膜面张力相平衡。
支承体系可分为:柔性支承结构体系、刚性支承结构体系及混合支承结构体系。
设计膜结构建筑时应注意以下几个方面。
一是防火设计,由于膜
材的耐火性,所以一般大型的公共建筑才考虑防火;二是建筑声学设计,主要考虑内部回声和外部噪音隔离,室内吸声也很重要;三是采光和照明设计,虽然膜材具有透光性,但仍需考虑人工照明;四是保温和隔热设计,保温主要采用多层膜结构和保温膜结构;五是通风设计,其重点在于室外空气的补给,并减少室内热量的积聚;六是预防结露设计,可以采用无保温隔热层的多层膜结构,也可以采用有保温隔热层的多层膜结构,还可以采用单层膜结构予以预防;七是排水设计,包括有组织排水和无组织排水两种方式;八是避雷设计,采用避雷针或避雷带是较为常用的方法。
综上所述,膜结构作为一种独特的建筑结构,具有很高的科技含量,优美的曲面形态,体现了建筑另一种美,同时体现了以人为本,与生态和谐的思想,是极具吸引力的建筑结构。
参考书籍
1高新京, 吴明超. 膜结构工程技术与应用[Z]. 机械工业出版社2010 2克劳斯-迈克尔.科赫膜结构建筑[Z] 大连理工出版社2007。