建筑中的力学原理doc

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建筑力学中力法概述

建筑力学中力法概述

建筑力学中力法概述14.1 超静定结构的概念1)超静定结构的概念工程实际中除了采用前面各章介绍的静定结构外,还广泛采用超静定结构。

与静定结构相比,超静定结构有如下两方面的特点:(1)仅凭静力平衡方程不能求出所有的支座反力和内力静定结构中的未知力(包括支座反力和内力)数量刚好与能够列出的独立的静力平衡方程数相同,如图14.1(a)所示的静定平面刚架,它受一平面任意力系作用,可以列出3个独立的静力平衡方程,其未知的支座反力也是3个,这3个未知的支座反力由静力平衡方程即可求解出来,同理其任意横截面上的内力也可以由静力平衡条件唯一确定。

如图14.1(b)所示的刚架,仍然受一平面任意力系作用,能列出3个独立的静力平衡方程,但该刚架有4个未知的支座反力,显然仅凭3个静力平衡方程是不能将4个未知全部求解出来的,也即是说它超出了静力学的求解范畴,因此将这种结构称为超静定结构。

(2)有多余约束的几何不变体系从几何组成方面来分析,如图14.1所示两个刚架都是几何不变的。

如图14.1(a)所示刚架中的3个支座链杆对于维持其几何不变性来说都是必不可少的,去掉其中任何一个都将变成几何可变体系,因此静定结构是无多余约束的几何不变体系。

而在如图14.1(b)所示刚架中,即使没有竖向支座链杆B,其仍是几何不变的,也即支座链杆B对于维持其几何不变性来说是多余的,将这种约束称为多余约束,因此超静定结构是有多余约束的几何不变体系。

图14.1计算超静定结构的基本方法有两种:力法和位移法。

除此之外,还有以这两种方法为基础而演变而来的多种渐近和近似法,如力矩分配法、无剪力分配法等,矩阵位移法也与力法和位移法密切相关。

本书主要介绍力法、位移法和力矩分配法。

本章将结合各种超静定结构讨论力法的基本原理和方法。

2)超静定次数的确定我们已经知道,在超静定结构中,除了维持体系几何不变性的必要约束外,还有多余约束,将一个结构所含多余约束的数目称为结构的超静定次数。

力学在建筑工程中的应用

力学在建筑工程中的应用

力学在建筑工程中的应用
力学在建筑工程中有着广泛的应用,其中包括以下几个方面:
1. 结构设计:力学理论被广泛应用于建筑物的结构设计中。

通过力学方法,工程师可以计算各种类型的荷载和压力对建筑结构的影响,从而确保所设计的建筑物结构具有足够的强度和稳定性。

2. 地基勘察:力学方法可以用于地基勘察,包括地质勘察和土壤测试。

这些测试可以通过测量地球表面的振动和移动来确定建筑物周围的土壤密度和强度等参数,并用于建筑物的地基设计。

3. 施工安全:力学方法也可以用于建筑施工的安全管理中。

通过分析不同类型的荷载和压力,可以确保建筑施工过程中的安全性,并在发现问题时采取必要的预防和纠正措施。

4. 风力设计:风力是建筑物可能面临的重要荷载之一。

力学方法可以帮助工程师确定建筑物的风力抗性,以确保其在恶劣气候条件下的安全性。

5. 地震设计:力学方法对于建筑物的地震设计非常重要。

通过分析建筑物的结构和材料,可以确定应对不同级别的地震所需的安全级别,并采取相应措施,以降低地震对建筑物和人员的危险。

建筑知识:建筑结构分析中的力学原理及方法

建筑知识:建筑结构分析中的力学原理及方法

建筑知识:建筑结构分析中的力学原理及方法建筑工程是人类文明的重要成果之一,而建筑结构分析则是建筑工程中不可或缺的关键环节。

建筑结构分析涉及的问题非常复杂,其中需要运用到很多力学原理和方法。

在本文中,我们将简要介绍建筑结构分析中的力学原理及方法。

一、静力学静力学是建筑结构分析中最基础的力学原理之一。

静力学是研究物体在静态状态下的受力和平衡的学科。

在建筑结构分析中,我们需要运用静力学的原理,来求解建筑结构在不同情况下的受力和平衡状态。

为了保证建筑结构的安全性,需要运用各种方法,来求解建筑结构所能承受的最大受力,以此来确定建筑结构的尺寸和材料。

二、杆件理论杆件理论是建筑结构分析中另一个重要的力学原理。

杆件理论是研究杆件在受力状态下的形变和破坏的学科。

在建筑结构分析中,我们需要运用杆件理论,来求解建筑结构中各种杆件的受力状态和变形情况。

通过这些计算,我们可以判断建筑结构中各种杆件是否满足安全性要求。

三、变形理论变形理论是建筑结构分析中另一个非常重要的力学原理。

变形理论是研究物体在受力状态下发生变形的学科。

在建筑结构分析中,我们需要运用变形理论,来求解建筑结构中各种组件的变形情况。

通过这些计算,我们可以判断建筑结构是否满足使用要求,并且可以在设计阶段优化建筑结构的设计方案。

四、梁理论梁理论是建筑结构分析中另一个非常常用的力学原理。

梁理论是研究梁在受力状态下的应力和变形的学科。

在建筑结构分析中,我们需要运用梁理论,来求解建筑结构中各种梁的受力状态和变形情况。

通过这些计算,我们可以判断建筑结构中各种梁是否满足安全要求。

五、板理论板理论是建筑结构分析中另一个非常重要的力学原理。

板理论是研究板在受力状态下的应力和变形的学科。

在建筑结构分析中,我们需要运用板理论,来求解建筑结构中各种板的受力状态和变形情况。

通过这些计算,我们可以判断建筑结构中各种板是否满足安全要求。

综上所述,建筑结构分析中需要涉及到很多力学原理和方法,如静力学、杆件理论、变形理论、梁理论和板理论等。

建筑设计中的流体力学分析

建筑设计中的流体力学分析

建筑设计中的流体力学分析在建筑设计中,流体力学分析是一项重要的工作。

它可以帮助设计师理解流体在建筑中的运动和行为,从而优化建筑的设计和功能。

本文将探讨建筑设计中的流体力学分析,以及其在建筑设计中的应用。

一、什么是流体力学分析流体力学是研究流体运动和力学行为的学科。

在建筑设计中,流体力学分析是指利用数值模拟和实验方法,对建筑中涉及到流体运动的问题进行分析和研究。

例如,建筑中的空气流动、水流动以及热传导等都可以通过流体力学分析来研究。

二、流体力学分析在建筑设计中的应用1. 空气流动分析在建筑设计中,空气流动分析可以帮助设计师优化建筑的通风和空调系统。

通过流体力学分析,可以确定最佳的通风口位置和大小,以提供舒适的室内环境。

此外,还可以分析空气流动对建筑附近环境的影响,如气候条件和周围建筑物的遮挡。

这些分析结果可以指导建筑的外立面设计和布局规划。

2. 水流动分析水流动分析在建筑设计中起着重要的作用,特别是在设计涉及到水的建筑项目时。

例如,水流动分析可以用于设计大型水族馆的水流系统和水族箱的布局。

通过模拟水流动的路径和速度,可以确保水中的生物得到充分的氧气供应和适宜的环境。

此外,水流动分析还可以应用于瀑布景观、喷泉和水塔等建筑设计中。

3. 热传导分析在建筑的能源效益和舒适性方面,热传导分析是至关重要的。

通过流体力学分析,可以模拟热量在建筑材料中的传导过程,并评估建筑的热阻性能。

这有助于设计师选择合适的隔热材料和调整建筑的能源利用方式,从而降低能源消耗和改善室内舒适度。

4. 风压分析在高层建筑和桥梁设计中,风压分析是非常重要的一环。

通过流体力学分析,可以预测建筑物表面所受到的风压力,从而设计合适的结构和防护措施。

此外,风压分析还可以评估建筑物的风险性,以确保其具有足够的抗风能力和安全性。

三、流体力学分析的工具和技术进行流体力学分析时,有许多工具和技术可供选择。

常用的方法包括数值模拟和实验室试验。

数值模拟通常使用计算流体力学(CFD)软件来模拟和预测流体运动。

中国古建筑中的力学应用之美

中国古建筑中的力学应用之美

中国古建筑中的力学应用之美中国古建筑是中国传统文化的重要组成部分,它们展示了中国古代的建筑技艺和智慧。

在这些古建筑中,力学应用发挥了重要的作用,不仅体现了建筑的稳固性和坚固性,还展示了中国古代人对力学的深刻理解和创造力。

以下是几个展示中国古建筑力学应用之美的典型例子。

一、飞檐与斗拱飞檐和斗拱是中国古建筑中常见的构件,它们不仅起到装饰的作用,还起到了结构支撑的作用。

飞檐是指屋檐的外侧向前伸出的部分,它的设计可以有效地分散屋顶的重量,减少对支撑结构的压力。

斗拱则是位于屋檐下方的一层圆形砖石结构,它通过将重力传递到斗拱上的墩台上,再由墩台传递到地基,实现了建筑物的稳固。

这种力学设计不仅增加了建筑的稳定性,还赋予了建筑物优美的线条和雄伟的气势。

二、悬山与悬梁悬山和悬梁是中国古建筑中的特殊结构,它们通过巧妙的力学设计实现了建筑的悬挑效果。

悬山是指建筑物中的柱子或墙体悬挂在空中的部分,它的重量通过支撑结构传递到地基。

悬梁则是指建筑物中的横梁悬挂在柱子或墙体上的部分,通过悬挂的结构传递重力。

这种悬挑结构的设计不仅使建筑物看起来更加轻盈和精巧,还提高了建筑物的空间利用率。

三、木结构与石柱中国古建筑中常采用木结构和石柱来支撑建筑物的重量。

木结构由千年古松木或檀木等优质木材制作而成,通过合理地设计榫卯结构和斗栱结构等连接方式,将木材的强度充分发挥出来,实现了建筑物的稳固性。

石柱则是用大理石等坚固的石料雕刻而成,提供了强有力的支撑,起到了重要的承重作用。

这种木结构和石柱的力学应用不仅赋予了建筑物美观和稳固的特点,还展示了中国古代人对建筑材料和力学原理的精湛掌握。

四、四合院与天井四合院是中国古代建筑中的一种典型类型,它在力学设计上具有独特的特点。

四合院的建筑布局是由四个平行的建筑体围合成一个中央的庭院,形成了一个封闭的空间。

这种布局不仅有利于保护建筑物免受外部环境的影响,还能够实现建筑主体和庭院之间的结构相互支撑,增加了建筑物的稳固性。

钢筋混凝土构件施工的力学原理与运用

钢筋混凝土构件施工的力学原理与运用

钢筋混凝土构件施工的力学原理与运用钢筋混凝土(简称“钢筋”)广泛应用于建筑建造中。

钢筋混凝土在建筑结构中的强度,刚度和耐久性是由钢筋组成的骨架和混凝土构成的,而钢筋作为增强材料是每英寸可承受高应力的材料。

在钢筋的制作和施工中,必须理解力学原理以确保其结构强度和寿命。

本文将介绍钢筋混凝土构件施工的力学原理与运用。

一、力学原理1. 材料耐用性钢筋混凝土的耐用性关键在于混凝土和钢筋的相互作用。

通过使用优质材料,如高水泥混凝土和沉积在规定深度以下的高质量钢筋,可以确保构件的强度和耐久性。

不合格的材料可能会在强度降低方面引起问题,甚至会影响结构的寿命。

2. 力量分布钢筋混凝土构件受到外力时,应确保力量均匀分布,避免集中在某一点或部位造成局部破坏。

这与构件强度和材料品质直接相关,因此在施工之前必须对设计方案进行充分评估。

3. 拉力和压力钢筋的应力状态可以分为拉应力和压应力。

在构件设计和施工过程中,必须确保钢筋的拉应力处于合适的范围。

对于压应力,应确保其受到足够的支撑以防止构件的塌陷和破坏。

4. 预应力为了增强钢筋混凝土构件的强度并防止裂缝和变形,可以使用预应力技术。

预应力是使用高强度钢索或钢筋将钢筋混凝土构件预先拉伸以产生压力,可以增加构件强度,提高构件的有限状况和控制滑移或产生裂纹的情况。

二、施工运用1. 确保合适的安装在进行钢筋混凝土构件的施工之前,必须确保正确安装钢筋。

钢筋的安装位置和数量应按照设计要求进行,并且应避免出现扭曲发生。

如果在结构中发现了正确安装的钢筋,则应即时将其更换。

2. 确保适当的混凝土质量施工时应确保混凝土的质量符合规定。

在混凝土中掺杂不适当的材料或水泥混凝土的含水量过高会影响混凝土的强度和较小限度。

为确保混凝土品质,应使用指定的水泥、成分以及基于试验吸水率等因素来控制其含水量。

并且在混凝土中应加入足够的水泥以确保结晶完整性。

3. 确保均匀分布力量施工时一定要确保外力的均匀分布,避免局部单点集中造成意外破坏。

工程力学的基本概念和原理

工程力学的基本概念和原理

工程力学的基本概念和原理工程力学是研究物体受力和运动规律的一门学科,它是工程中必不可少的基础学科。

它的研究对象是力的作用下物体的平衡和运动,通过分析和计算,可以为工程设计和建设提供科学依据。

本文将介绍工程力学的基本概念和原理。

一、力的基本概念力是物体之间相互作用的结果,可以改变物体的状态(使静止的物体产生运动,改变运动物体的速度或方向)。

力的三要素包括大小、方向和作用点。

大小用数量表示,单位是牛顿(N);方向用箭头表示,箭头的长度表示力的大小,箭头的方向表示力的方向;作用点是力作用的位置。

二、力的分类力可以根据不同的性质和来源进行分类。

常见的力主要有以下几种:1. 重力:是地球对物体的吸引力,是物体的质量和地球的质量之间的相互作用,大小为物体的质量乘以重力加速度。

2. 弹力:是物体之间弹性变形产生的相互作用力,例如弹簧和弹性绳产生的力。

3. 摩擦力:是物体表面之间的相互作用力,可以分为静摩擦力和动摩擦力。

4. 引力:是物体之间由于引力而产生的相互作用力,例如地球和月球之间的引力。

5. 浮力:是物体在液体或气体中受到的上升力,大小等于物体排开液体或气体的体积乘以液体或气体的密度和重力加速度。

三、牛顿三定律牛顿三定律是描述物体受力和运动规律的基本原理,是工程力学的基石。

它们分别是:1. 牛顿第一定律(惯性定律):物体静止或匀速直线运动时,受力为零,物体将保持原来的状态。

2. 牛顿第二定律(运动定律):物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。

可以用公式F=ma表示,其中F是力的大小,m是物体的质量,a是物体的加速度。

3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律):相互作用的两个物体之间,彼此之间的力相等、方向相反。

四、力的分解和合成力的分解是将一个力按照一定的规律分解成多个力的过程,力的合成是将多个力按照一定的规律合成为一个力的过程。

力的分解和合成可以简化问题的计算和分析,常用的方法有平行四边形法则和三角法则。

《建筑力学》课件----计算简单梁在集中荷载作用下的支座反力

《建筑力学》课件----计算简单梁在集中荷载作用下的支座反力

《建筑力学》课件————计算简单梁在集中荷载作用下的支座反力引入新课练习小结作业绵竹市职业中专学校王代平一,引入1,建筑工程中常见的简单梁1),简支梁2),悬臂梁3),伸臂梁(下一讲内容)2,集中荷载:指荷载作用在结构上的面积与结构尺寸相比很小.常见的是在梁上立柱(结构柱,施工模板下硬支撑)且荷载方向是垂直于梁轴线,向下.二,新课--计算简单梁在集中荷载作用下的支座反力(一),计算方法和步骤1,选取研究对象,根据梁支座约束性质作梁的受力图2,根据平面平行力系平衡条件恰当列平衡方程1)对于简单梁常为:∑X=0 ∑Y=0 ∑mA=02)恰当:一个方程含一个未知数(二),例题1,求下图所示简支梁的支座反力RA,RB.2m2m2m6m40KN10KNAB3,求解平衡方程,得支座反力.若计算值为正,则表示支座反力值与受力图方向相同,反之与受力图方向相反.4,校核.(检查列的平衡方程和计算是否正确)BRARB2m2m2m6m40KN10KNA2),列平衡方程,求解(1)∑mA=0,RB×6-40 ×2-1 0 ×4=0,解之,RB=20KN(↑)(2)∑mB=0,RA ×6-40 ×4-10 × 2=0,解之,RA=30KN (↑)3)校核∵ ∑ Y= RA + RB –40-10=0 ∴计算无误(只有支反力无误,才有可能作的内力图正确) 解:1),取整体为研究对象,作受力图2,求下图所示悬臂梁的支座反力.解:1),取整体为研究对象,作受力图3mP=10KNAXA3mP=10KNYAMA3),校核(只能判断公式中的计算正误,不能确认平衡方程本身是否列对).2),列平衡方程,求解∑ Y=0, YA-P=0, YA=P=10KN (↑)∑ X=0, XA=0∑ MA=0, MA-P×3=0MA=P×3= 10×3=30KN·M(方向同图示)三,课堂练习1,求图示梁的支座反力3m6m3m80KNAB解法一:1),取梁整体研究,作受力图RARB解法二:1),取梁整体研究,作受力图2),由对称得RA=RB= ×80=40KN(↑)3),校核∵ ∑ Y= RA + RB –80=0 ∴计算无误2),列平衡方程求解(1)∑mA=0,RB×6-80 ×3=0,解之, RB=40KN(↑)(2)∑mB=0,RA ×6-80 ×3=0,解之,RA=40KN (↑)解:1), 取整体研究,作受力图2,求图示梁的支座反力2m20KN1mAXA1m2m20KNYAmA2),列平衡方程,求解∑ Y= 0 YA-20=0 YA=20KN(↑)∑ X=0 XA=0∑ mA=0 - mA+20×2=0 mA=40KN.m( 方向同图)四,小结1,取研究对象,作受力图2,列平衡方程,求解3,校核五,作业布置约束性质(1)简支梁A处为固定铰支座,B处为可动铰支座(若AB梁上的作用力垂直于AB轴线,则XA=0,Y A=RA (2)悬臂梁XAABRBYAAYAXAMA对称1)指结构和荷载均对称2)常见情况。

建筑力学讲稿(上)(第一章 静力分析的基本概念与方法

建筑力学讲稿(上)(第一章 静力分析的基本概念与方法

第一篇工程静力分析第一章静力分析的基本概念与方法§1.1 基本概念1.1.1力的概念力是一个抽象的概念。

它是物体间的相互机械作用。

1、力的作用效应1)外效应:使物体的机械运动运动状态发生变化。

(理论力学研究部分)2)内效应:使物体的形状或几何尺寸发生改变。

(材料力学研究部分)2、力的三要素:大小、方向、作用点1)力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。

法定单位:N或KN2)力的方向指的是静止质点在该力作用下开始运动的方向。

作用线:沿运动方向画出的直线。

力的方向包含力的作用线在空间的方位和指向。

3)力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。

集中力:接触面积很小,抽象为一个点。

分布力:接触面积较大。

(载荷集度:单位长度的力q:N/m)3、力是矢量,可以用矢量F表示。

矢量F的模表示力的大小,矢量F的作用线方位加上箭头表示力的方向,矢量F的始端(或末端)表示力的作用点。

1.1.2 力系的概念力系:两个或两个以上的力组成的系统。

记作(F1,F2,F3…,F n)等效力系:作用于同一刚体而效应相同的力系。

平衡力系(零力系):作用于刚体并使之保持平衡的力系。

合力与分力:某一力与一个力系等效,则称此力为该力系的合力。

次力系中的各个力称为次合力的分力。

合成:用一合力代替力系的过程(如该力系存在合力)。

分解:将合力替换为几个分力的过程。

1.1.3静力学公理公理1力的平行四边形法则作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。

合力的作用点也在该点,合力的大小和方向,由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。

或者说,合力矢等于这两个力矢的几何和,即R = F1 + F2亦可另作一力三角形,求这两个力合力的大小和方向(即合力矢)公理2 二力平衡条件作用在刚体上的两个力(如F1和F2),使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力的大小相等,方向相反。

且作用在同一直线上。

公理3 加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效应。

古建筑中的力学原理

古建筑中的力学原理

古建筑中的力学原理
古建筑中的力学原理包括:
1. 拱:古建筑中的拱是最基本的力学结构,具有良好的承重性能。

拱的构造能够把压力转移到两端的柱子上,并使整个结构保持稳定。

2. 悬索结构:悬索结构是古建筑中非常常见的结构形式。

它是通过悬挂重物来产生张力,从而支撑桥梁、楼房等建筑物。

3. 抗风结构:古建筑中的抗风结构主要依靠屋顶形状和墙壁结构来抵御风力。

屋顶采用叠层颈瓦,斜角较小,墙体采用倾斜的拱墙或石拱门等结构形式,以增加建筑物的抗风性能。

4. 对称结构:古建筑中的对称结构能够保持建筑物的平衡和稳定。

对称结构不但可以提高建筑物的承重能力,还可以增加建筑物的美感。

5. 薄壳结构:薄壳结构是古建筑中较为常见的构造形式。

它采用坚硬的材料,如石板、瓦片等作为壳体,依靠材料的弯曲、弯扭等性能,实现了建筑物的大跨度覆盖。

建筑力学原理

建筑力学原理

建筑力学原理
建筑力学原理是研究建筑结构受力和变形规律的科学。

它是建筑工程设计中不可或缺的基础理论,指导着建筑结构的设计与施工。

建筑力学原理包括静力学原理、动力学原理和弹性力学原理等。

静力学原理研究建筑结构在静力平衡条件下的受力和变形规律,考虑的是结构受到的静力荷载,并通过受力平衡和变形平衡的条件来计算结构的内力和变形。

动力学原理研究结构的动力响应和稳定性,考虑结构受到的动力荷载(如风荷载、地震荷载等)引起的振动和响应。

弹性力学原理则是研究材料的受力与变形关系,结合结构的刚度和强度来分析结构的受力性能。

建筑力学原理的研究内容主要包括受力分析、构件设计和结构稳定性等。

在受力分析中,根据结构的几何形状、荷载、支座等条件,利用静力学。

古代建筑屋顶设计的力学原理课题研究

古代建筑屋顶设计的力学原理课题研究

古代建筑屋顶设计的力学原理课题研究报告唐代诗人杜甫曾写诗“八月秋高风怒号,卷我屋上三重茅”。

直观的看,大风并不会自下而上的去吹屋顶,那为什么屋顶会被掀开呢?这主要涉及到气动力学问题,下式为描述流体流动特征的伯努利方程其中,p表示空气压力,v表示速度、ρ表示空气密度、h表示高度。

该方程描述了空气流动时,气体压力、空气流速以及势高之间的关系。

假定只考虑同一高度,且密度不变,则ρgh为常数。

这样依据上式就可以得到等高流时,压力和速度的一个简单结论:流速快,则压力小;流速慢,则压力大。

当风吹过房屋时,由于房屋墙面的阻挡,房屋内的气体流速慢(压力大),而屋顶气体的流速快(压力小),这样屋顶就成为了负压区,相当于在屋顶有了“吸”力,风速越大,“吸”力也越大。

杜甫的茅屋屋顶也是这样被“吸”起来的,一旦屋顶飞起,茅草散开,失去了原来的气动性能,挂在树梢、落入池塘。

由于风对建筑的破坏性巨大,人们在修建房屋时,自古就特别重视屋顶的建造工艺,其制作非常考究。

古建筑一般被分为三分,即下分(台基)、中分(屋身)和上分(屋顶)。

房屋先以木构件做好梁柱框架,梁上搭檩,檩上再搭椽。

椽是屋顶的骨架,此后层层铺作,最后做瓦,完成屋面的铺设工作,以保证屋面的整体强度。

图1 古建筑的三分图(来源:网络)一般情况下,椽条以榫卯或铁钉固定在檩条上,然后再在椽条上铺上望板(木板,或用其它材料),目的在于把椽条之间的缝隙补上,或者说把椽条连为一个整体,固定在檩条上。

望板上再铺苫背层,用防水、隔热材料把望板覆盖起来,最后一层才是瓦作,然后制作屋脊。

这里需要强调的是,苫背并不是只有一层,也有三层。

首先,要在望板上做“护板灰”,其目的是让望板变粗糙、增大摩擦以便与下一层粘结;然后,铺上泥背层,多用稻草和泥按比例搅拌而成,具有保温、隔热、防水作用,兼有取平方便铺瓦的功能;最后,在泥背层上还要再铺一层青灰背,先上好青灰,然后使麻,拍麻,压活直至光滑平整。

建筑的对称中的力学原理

建筑的对称中的力学原理

建筑的对称中的力学原理
建筑的对称是指建筑物在空间上的形式和结构在某种方式上保持对称、均衡和协调。

对称是建筑设计中重要的原则之一,可以通过不同的方式表达,如轴对称、镜面对称、旋转对称等。

在建筑的对称中,力学原理起到了重要的作用。

一些力学原理与对称有直接的关联,如平衡原理、受力分析原理等。

平衡原理是力学中的基本原理之一,也是建筑设计中保持对称和稳定的重要原则。

根据平衡原理,建筑物或结构必须在各个方向上保持力的平衡,使得建筑物能够承受重力、风力等外部力,并保持整体的稳定性。

受力分析原理则是在设计建筑结构时必须考虑的重要因素之一。

通过受力分析,可以确定建筑物各个部分所受到的力的大小和方向,从而保证建筑物的对称性和结构的均衡性。

此外,建筑物的对称性还需要考虑材料的力学性能和结构的刚度等因素。

材料的力学性能直接影响到建筑物的承载能力和稳定性,而结构的刚度可以通过对称设计来保证建筑物在受到外力时不会发生严重的变形或破坏。

建筑的对称性和力学原理之间存在着密切的关系。

力学原理在建筑设计中的应用可以确保建筑物在形式和结构上的对称性和稳定性,从而提高建筑物的使用寿命
和安全性。

建筑的力学了解悬挂式建筑的原理

建筑的力学了解悬挂式建筑的原理

建筑的力学了解悬挂式建筑的原理悬挂式建筑是一种独特而引人注目的建筑形式,它通过巧妙地运用力学原理,将建筑物悬挂在空中,给人以视觉上的冲击和美感。

本文将通过对悬挂式建筑原理的了解,讨论其设计与实现的关键要素。

一、引言悬挂式建筑是一种革命性的建筑形式,它在建筑设计中采用了一系列不同于传统建筑的力学原理,通过悬挂系统将建筑物固定在一侧,以营造出空中悬浮的效果。

这种独特的建筑形式给人们带来了强烈的视觉冲击和美感。

二、悬挂式建筑原理悬挂式建筑的原理基于力学的平衡和支撑原则。

在传统建筑中,建筑物的结构和地面之间通过基础及各种支撑结构连接着,这种连接方式使得建筑物受到地面的约束。

而悬挂式建筑则通过悬挂系统将建筑物连接在支撑结构上,使其与地面之间没有直接接触,从而创造出一种真正悬浮在空中的感觉。

悬挂式建筑的主要原理包括以下几方面:1. 悬挂系统:悬挂系统是悬挂式建筑的核心组成部分。

它通常由悬挂索或钢缆、悬挂桁架等构成。

悬挂系统通过将建筑物的重量传递到支撑结构上,承担着支撑和平衡的作用。

2. 支撑结构:支撑结构是悬挂式建筑的重要组成部分,它承担着承重和稳定建筑的功能。

支撑结构通常采用钢结构或混凝土结构,以确保建筑物的稳定性和安全性。

3. 平衡原理:悬挂式建筑的平衡是通过力学原理实现的。

悬挂系统的设计必须满足建筑物的重心与支撑结构之间的平衡,使建筑物能够自然地保持在悬挂状态。

三、悬挂式建筑的设计与实现悬挂式建筑的设计与实现需要考虑多个关键要素:1. 结构分析:悬挂式建筑的设计必须进行详细的结构分析,包括建筑物的重量、施加在支撑结构上的载荷以及悬挂系统的稳定性等。

这些分析将为设计师提供实现悬挂式建筑的重要依据。

2. 材料选择:悬挂式建筑需要使用轻质但强度高的材料,以确保建筑物的稳定性和安全性。

常用的材料包括钢材、铝合金等。

合理选择和运用材料对于悬挂式建筑的设计至关重要。

3. 施工技术:悬挂式建筑的施工需要运用特殊的技术和工艺。

斗拱符合力学的原理

斗拱符合力学的原理

斗拱符合力学的原理
斗拱是一种传统的建筑结构,它采用弯曲的木材或石材,通过几何形状和力学原理,可以支撑大跨度的建筑物。

斗拱的原理是基于平衡原理和力的平衡,使用材料的强度和稳定性来支撑载荷。

斗拱的形状和大小是基于设计需求和场地条件而定,但所有的斗拱都需要满足以下条件:首先,斗拱必须是对称的,以确保受力平衡;其次,斗拱必须是压力结构,即内部会产生压力力的结构,这是因为压力结构能够更好地抵抗外部负载,避免结构崩塌;最后,斗拱必须是完整的,缺口和断面变形都可能导致结构的失稳和崩塌。

斗拱符合力学的原理,它通过充分利用材料的强度和稳定性,使结构能够承受更高的载荷,同时也能够更有效地抵抗外部的荷载,提高了建筑物的稳定性和安全性。

因此,斗拱是一种非常重要的建筑结构,它不仅仅是传统文化的代表,更是一种力学原理的体现。

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混凝土的随机力学原理

混凝土的随机力学原理

混凝土的随机力学原理一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其力学性能的研究一直是建筑工程学科的重要内容。

混凝土的力学性能受到多种因素的影响,其中包括混凝土的组成、制备过程、施工环境等。

从宏观层面上,混凝土的力学性能可以通过弹性力学理论来描述,但是对于混凝土的微观结构和力学特性的研究,需要采用随机力学的方法。

本文将介绍混凝土的随机力学原理,包括混凝土的微观结构、随机过程、随机场等内容。

二、混凝土的微观结构混凝土是由水泥、骨料、砂、水等材料混合制成的一种复合材料,其微观结构是由水泥胶体和骨料颗粒组成的。

水泥胶体是由水泥水化反应产生的一种胶凝物,其主要成分是硅酸盐水化物和氢氧化钙。

水泥胶体的结构是由纳米级颗粒组成的,其形态和尺寸不规则,呈现出多孔、不连续的结构。

骨料颗粒是混凝土中的主要载荷承受部分,其形态和尺寸不规则,呈现出多角形、棱柱形等不同形态。

混凝土的微观结构对其力学性能具有重要影响,因此需要对其进行深入研究。

三、混凝土的随机过程混凝土的制备过程和施工环境都是随机的过程。

例如,在混凝土的制备过程中,水泥的含水率、骨料的含水率、搅拌时间、搅拌速度等都会对混凝土的力学性能产生一定的影响。

在施工环境中,温度、湿度、风速等自然元素的变化也会对混凝土的力学性能产生影响。

因此,混凝土的力学性能是一个随机过程,需要通过随机力学的方法进行描述。

四、混凝土的随机场混凝土的力学性能是一个空间随机场,其随机性体现在不同位置处的力学性能具有不同的随机分布。

例如,在混凝土结构中,不同位置处的应力、应变、弹性模量等都具有不同的随机分布。

因此,混凝土的力学性能需要通过随机场的方法进行描述。

五、混凝土的随机力学分析方法混凝土的随机力学分析方法主要有三种:统计方法、概率方法和随机过程方法。

统计方法是通过对大量试验数据的统计分析,得到混凝土力学性能的统计特性,例如均值、方差、相关系数等。

概率方法是通过对混凝土力学性能的概率分布进行建模,得到其概率密度函数、累积分布函数等。

建筑中的力学原理doc

建筑中的力学原理doc

拱结构的力学原理一、 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。

拱式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)O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” 。

当跨度大时,为充分发挥 材料潜力,可将梁截面加高并敞开,而成为桁架梁。

若取其上、下弦所围外形为 M 图形 时,受力状态最好, 则成拱形桁架梁。

以下两例均为排架,当将梁端与柱刚接以减少院系: 药学院 __________________________姓名: 谢翠翠 __________________________年级: _______ 2009 __________ 学号: 20095310229 __________备种结构形式曲力学特点比朝弯矩峰值,即成刚架。

拱桥的力学原理

拱桥的力学原理

拱桥的力学原理拱桥是一种结构工程,由拱形元素支持的桥梁。

它是一种古老而强大的结构,在世界各地广泛应用。

拱桥的力学原理涉及了多个力学概念和原理,如受力分析、静力平衡和桥梁结构的刚度等。

下面将详细介绍拱桥的力学原理。

首先,拱桥的力学原理基于受力分析。

一个拱桥由一条线形成,这条线称为拱轴线,它是连接拱脚的理想化路径。

拱桥中的每个结构成员都受到力的作用,包括拱脚、拱臂和桥面。

通过对这些结构成员的受力分析,可以确定拱桥各部分的受力情况。

静力平衡是拱桥的另一个基本原理。

拱桥必须处于静力平衡状态,才能稳定地支撑桥面和承受载荷。

在理想情况下,拱桥受到的外力将通过拱臂传递到拱脚,由拱脚向地基传递。

桥梁结构的刚度也是拱桥力学原理的重要方面。

刚度是指桥梁结构对外力的回应程度。

对于拱桥而言,刚度主要取决于两个因素:材料的刚度和几何形状。

材料的刚度由构成桥梁的材料的特性决定,如弹性模量和抗弯强度。

而桥梁的几何形状则是指拱桥的曲率半径和拱脚之间的距离等。

较小的曲率半径和更接近的拱脚距离将导致更高的刚度。

当外部加载施加到拱桥上时,拱桥的力学原理会表现出一些有趣的现象。

首先,由于拱桥的形状,它能够将载荷分散到各个支点上,从而降低各个结构成员的单点集中力。

这使得拱桥能够承受更大的压力,增强了其结构的稳定性和坚固性。

此外,拱桥还能够通过转变载荷的作用方式来应对外部力。

在传统的平面结构中,负载通常以剪力和弯矩的形式作用于结构上。

但在拱桥中,由于其形状使得压力沿着桥面转移到拱脚上,并且这些桥脚间的压力力向地基传递。

因此,拱桥更容易承受压力和压力力,而对于剪力和弯矩的响应相对较小。

此外,正因为拱桥能够将外部载荷沿着拱轴线传递,它还能够利用压力的力对桥梁结构进行预应力。

适当的预应力可以提高拱桥的结构刚度和稳定性,增加其抗弯能力和承载能力。

综上所述,拱桥的力学原理涉及受力分析、静力平衡和桥梁结构的刚度等。

这些原理相互作用,使得拱桥能够稳定地支撑桥面和承受载荷。

混凝土建筑结构的力学原理

混凝土建筑结构的力学原理

混凝土建筑结构的力学原理一、引言混凝土建筑结构是建筑工程中最为常见的一种结构形式,其广泛运用于各种工业、民用建筑和基础设施工程中。

混凝土建筑结构的优点在于其强度高、耐久性好、施工便利、经济实用等特点。

本文将介绍混凝土建筑结构的力学原理,包括混凝土的材料力学性能、混凝土结构的受力原理、混凝土结构的设计原则和计算方法等方面。

二、混凝土的材料力学性能1. 混凝土的组成与结构混凝土主要由水泥、砂、骨料、水等材料组成,其中水泥是混凝土的主要胶结材料,其作用是将砂、骨料等颗粒粘结在一起形成坚硬的固体。

砂、骨料等颗粒则起到填充空隙、增加混凝土强度的作用。

水是混凝土中的溶剂,其主要作用是使水泥与砂、骨料等颗粒反应产生胶凝作用。

2. 混凝土的力学性能混凝土的力学性能包括强度、刚度、韧性等方面。

其中,强度是指混凝土抵抗外部荷载作用下破坏的能力,其主要影响因素包括混凝土配合比、水胶比、养护等因素。

刚度是指混凝土抵抗变形的能力,其主要影响因素包括混凝土的配合比、材料组成、养护等因素。

韧性是指混凝土在受到外部荷载作用下的变形能力,其主要影响因素包括混凝土的配合比、水胶比、材料组成等因素。

三、混凝土结构的受力原理1. 混凝土结构的基本受力形式混凝土结构主要受到的力包括压力、拉力、剪力等。

其中,压力作用主要是指混凝土受到上部荷载作用时的压缩应力,拉力作用主要是指混凝土在受到外部荷载作用时的拉伸应力,剪力作用主要是指混凝土在横向荷载作用下的剪应力。

2. 混凝土结构的受力传递机制混凝土结构的受力传递机制主要是通过混凝土的胶结作用和钢筋的加强作用实现的。

混凝土的胶结作用主要是指水泥与砂、骨料等颗粒的胶凝作用,其可以将砂、骨料等颗粒粘结在一起形成坚硬的固体。

钢筋的加强作用主要是指钢筋的高强度和良好的延性,其可以在混凝土结构中承担拉力,从而提高混凝土结构的承载能力。

四、混凝土结构的设计原则和计算方法1. 混凝土结构的设计原则混凝土结构的设计原则主要包括可靠性、经济性和美观性等方面。

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拱结构的力学原理院系:药学院年级:2009 姓名:谢翠翠学号: 20095310229一、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。

拱式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”。

当跨度大时,为充分发挥材料潜力,可将梁截面加高并敞开,而成为桁架梁。

若取其上、下弦所围外形为M图形时,受力状态最好,则成拱形桁架梁。

以下两例均为排架,当将梁端与柱刚接以减少弯矩峰值,即成刚架。

若使柱向内倾,梁向上拱,其弯矩峰值能进一步减小,则成拱式刚架。

拱的受力状态比拱形桁架梁与拱式刚架更好。

拱结构的支座水平反力对任一截面都产生负弯矩,抵消了大部分荷载产生的正弯矩。

结构将以受压为主。

拱结构的几何形状提高了结构抵抗外荷载产生的弯矩,能覆盖较大空间。

拱结构尽管有许多优点,外形也很美观。

由于荷载的变异性,拱截面上有时不可避免的存在弯矩,这就制约了它的跨度进一步增加。

拱结构是在荷载作用下主要承受轴向压力,有时也承受弯矩而有支座推力的曲线或折线的杆形结构。

拱结构由拱圈(拱券)及其支座组成。

支座可做成能承受垂直力、水平推力以及弯矩的支墩;也可用墙、柱或基础承受垂直力而用拉杆承受水平推力。

拱圈主要承受轴向压力,较同跨度梁的弯矩和剪力为小,从而能节省材料、提高刚度、跨越较大空间,;同时,拱结构也有利于使用砖、石、混凝土等抗压强度高、抗拉强度低的廉价建筑材料。

中国古代很多桥梁结构都采用拱桥,不仅因为拱所形成的弧形比直粱更稳定,另一方面,也考虑到了它的美观性,其中最著名的是赵州桥,历经千年风雨冲刷和洪水地震考验,至今仍发挥着重要作用。

然而自重为2800吨的赵州桥,根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台,直接建在自然砂石上。

在自然界之中,由于风沙雨水的侵蚀作用,许多山之间会形成天然的拱结构。

(二)斗拱: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。

斗栱由柱头的形式变化而来。

也是解决出檐的重要手段。

其作用:在结构上挑出承重,并将屋面的大面积荷载经斗栱到上,有一定的装用,又是建筑屋顶和屋身立面上的过渡,作为封建社会等级制度的象征和重要建筑的尺度衡量标准。

增加屋檐宽度、延长滴水距离。

承接部分荷载、均匀传递路径。

丰富檐口造型、增添装饰效果。

增强抗震能力、提高安稳程度。

斗拱可分为:外檐斗拱,内檐斗拱,品字科斗拱,隔架斗拱。

外檐斗栱从具体部位又分为柱头斗栱(柱头铺作/柱头科),(补间铺作/平身科),转角斗栱(角铺作/角科)、平座斗栱等。

内檐斗拱:是指处在建筑物内檐廊及室内有关部位的斗拱。

品字科斗拱:常用在大殿里面金柱部位及某些楼阁上的平座斗拱。

隔架斗拱:常用在承重梁与随梁上下定档之间的一种斗拱,一般为单拱结构或二重拱结构。

斗拱是中国传统木构架体系建筑中独有的构件。

用于柱顶、额枋和屋檐或构架间,宋称为铺作,清称斗科,通称为斗拱。

基本构造:斗栱是由若干个带有弧形的栱件,相互垂直垒叠组拼而成的构件。

它由斗、栱、翘、昂、升五种基本构件所组成。

斗:承托第一层栱件及其以上各层的最底层基座,外形方正,斗面开凿有十字槽口。

升:是一种比斗小的斗,因旧时量米容器中,大的叫斗,小的叫升,十升为一斗,故清借用此名,称之为“升”;宋称为“斗”。

它是坐在栱、翘、昂之两端,作为承接上一层栱件的基座。

栱:是指平行建筑物正面放置的一种弓形曲木。

斗是斗形木垫块,拱是弓形的短木。

拱架在斗上,向外挑出,拱端之上再安斗,这样逐层纵横交错叠加,形成上大下小的托架。

斗拱最初孤立地置于柱上或挑梁外端,分别起传递梁的荷载于柱身和支承屋檐重量以增加出檐深度的作用。

唐宋时,它同梁、枋结合为一体,除上述功能外,还成为保持木构架整体性的结构层的一部分。

明清以后,斗拱的结构作用蜕化,成了在柱网和屋顶构架间主要起装饰作用的构件。

目前对斗拱的起源有三种说法。

一种认为由井干结构的交叉出头处变化而成;一种认为由穿出柱外的挑梁变化而成;一种认为由擎檐柱演化为托挑梁的斜撑,再演化成斗拱。

斗拱,虽然是由力学原理演变而来的中国古代建筑中的木构件。

但是,其后来的发展更多的是由于美学的原因。

斗拱是古建筑中的特色构件之一,置于梁或阑额与柱交接处承托梁枋,其形状宛如双翼,附于柱头两侧,极富装饰韵味,它有防止立柱与横梁垂直相交的倾斜变形,并起到减小梁枋跨度和梁柱相接的剪力作用,可以缩短梁枋的净跨距离。

也用在柱间的落挂下,但是为纯装饰性构件,能增加梁头抗剪能力或减少梁枋间的跨距。

斗拱是一种成熟较晚的构件和制式,它的雏形可见于北魏。

但是,到了宋代还未正式成为一种重要的木构件。

这个时候,它还只是柱上交托阑额的一根拱形横木,仅起很小的装饰作用,并不受人注意。

明代之后,才广泛使用斗拱,它的实用功能逐渐减退,装饰功能逐渐显现,并且在纹饰图案上得到不断地发展。

到了清代,便十分成熟地发展成为一种风格独特的木构件,造型丰富多彩,并与斗拱灵巧的结合,在柱梁之间形成一个华丽的装饰体,大大地丰富了中国古典建筑的形式。

斗拱为中国古代建筑锦上添花。

少林寺的初祖庵,同时运用了柱头铺作,补间铺作,转角铺作,如下图所示,多重的斗拱显示了其本身的精美与力学的完美地结合。

中国采用斗拱以平衡建筑的结构,并达到美观的效果,在外国的建筑中,也有相同作用的拱头,在希腊、罗马的建筑上有着起装饰和支撑作用柱头,由多利克、爱奥尼到科林斯式柱头的发展,逐渐将实用性与美观性结合,并且柱身的比例也逐渐美化。

与斗拱不同的是,柱头是采用圆柱形的结构而斗拱却以不规则的角与圆的结合,拼凑,达到更好的支撑效果。

(三)穹顶中国人信仰“天圆地方”,西方有着他们关于上帝的传说。

于是,聪明勤劳的古代劳动人民就在建筑中体现了这一点,穹顶就是最好的例子。

中国古代的宫殿、寺庙、住宅等,无论单体建筑规模大小,其外观轮廓均由阶基、屋身、屋顶(屋盖)三部分组成:下面是由砖石砌筑的阶基,承托着整座房屋;立在阶基上的是屋身,由木制柱额作骨架,其间安装门窗隔扇;上面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。

石窟屋顶所采用体系结构是使用支柱为基本单元所组成的一种古代高层简体结构,这既争取了中部空间,便于放置佛像,也提高了抗弯剪能力使塔身坚固,这种结构体系原理已经被发现代高层建筑所采纳,并被认为是高层建筑中抗震性能最好的一种体系。

而且,穹顶的上端有着精美的雕刻,既体现佛教的神圣又具有美观的效果建筑、结构形式的发展遵循同一自然力学规律。

其中最危险的属弯矩,因为它和一对力偶矩等效,即拉、压轴力组成的力偶矩等效。

弯矩引起的内力在截面中分布不均匀,靠近中性层的材料不能充分发挥其力学性能。

一根竹棍,轴向施加拉力或压力,很难将其折断,但如果横向加力,产生弯矩,则可轻易将其折断。

因此,无论有意识或无意识有理论或无理论,建筑结构构件的任一截面必须能承受该截面的剪力、弯矩、拉、压轴力才能正常工作,这说明建筑结构发展的内在规律——力学原理。

拱壳从整体看,因其支座水平推力对每一截面产生负弯矩,减少了每一截面总的弯矩。

将弯矩转化成为轴压力。

因此结构跨度可大大增加。

古今中外的建筑结构大师都不约而同地采用了拱、壳结构形式,并创造出许多不朽的建筑精品,形成了一个时代的建筑风格,不论什么形式的结构,其截面上的内力如不考虑水平支反力产生的内力是一样的。

所不同的是:对拱结构来说,多加了一对水平推力,其他内力与简支梁相同。

拱、壳结构虽然可将弯矩减少,因为它是劲性结构,体形已经事先确定,而荷载随时可变,尤其是活荷载,因此,对拱结构来说,截面上没有弯矩,只有轴力才是设计者的最终追求目标。

但由于拱结构的特点,这个目标不可能完全达到。

拱截面还必须能承受一定数量的弯矩、剪力,才能正常工作。

古罗马建筑能满足各种复杂的功能要求,主要依靠水平很高的拱券结构,获得宽阔的内部空间。

公元一世纪中叶,出观了十字拱,它覆盖方形的建筑空间,把拱顶的重量集中到四角的墩子上,无需连续的承重墙,空间因此更为开敞。

把几个十字拱同筒形拱、穹窿组合起来,能够覆盖复杂的内部空间。

罗马帝国的皇家浴场就是这种组合的代表作。

三、总结建筑、结构形式的发展,虽然侧重面不尽相同,但都遵循着同一规律。

它们的共同要求是安全可靠。

结构物承受着荷载,外荷载产生支座反力、对每个截面产生剪力、弯矩、拉、压轴力、扭矩等。

建筑结构几十万年的发展都遵循着一条力学主线——将弯矩转化为轴力。

此主线客观上贯穿了数十万年建筑结构形式的发展。

力学建立以前,经过漫长的发展过程,人类不自觉地使用了这条规律,掌握了它,自觉地加以运用,就能大大加速建筑科学技术的发展。

总之,建筑、结构发展是相互依托,相互促进,相互支持,达到共同进步。

在目前大跨结构、大覆盖面积、高层、超高层结构成为建筑结构主流的今天,一旦掌握了建筑结构发展规律,即可灵活运用此规律主动地开发出合理的新结构。

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