结构设计典型结构的欣赏

经典结构的欣赏
优秀的结构设计不仅表现在结构的 实用功能上,也表现在形式上,特别是功能 与形式 的统一上。古今中外许多能工巧 匠把结构的功能与形式恰当地结合起来, 形成了一些经典的结构。
如何赏析结构设计作品？
赏析结构设计作品,可从技术与文化两个角度进行。 （1）技术的角度主要有：结构功能、稳固耐用、 造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性， 工艺制造的精湛程度等。 （2）文化的角度主要有：文化寓意与传达，公众 认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面 的特征、结构的个性特征等。
杭州湾大桥的设计方案
杭州钱江大桥结构
泰顺廊桥的结构原理： 廊桥结构的基本组合单元是六根杆件，纵向四根、横向两根，平面呈“井”字形。利用受压产生的摩擦 力，构件之间越压越紧。这种结构，不用钉铆，只需用相同规格的杆件，别压穿插，搭接而成。从力学上分 析，上端的纵梁压在横梁上，横梁又压在相对一根纵梁上，上下两根纵梁夹住一根横梁，摩擦力使得横梁不 能滑动，结构简单而奇妙，这种结构，整体为拱形结构，因此沿拱心线整体受压，不会产生弯矩，就每一根 杆件来说，又是最简单的简支梁，承受两种集中荷载。桥的构件统一，无特殊，异形的构件，伐下的树木只 需经少量人工即可制成合格构件，而且，装卸方便，拆桥时可以做到不损构件，且可重复利用。小杆件便于 运输，用小构件形成大跨度，经济合理。“虹桥结构”有很好的受压性能，只要两端固定，桥就能很好地承 受向下的荷载，由于结构的特殊，桥受到向上的反弹力，就很容易失稳遭受破坏。为此，泰顺的虹桥都采用 了廊桥这种形式，桥上建廊屋非但不是负担，反而增加了稳定性。每当山洪爆发时，当地居民将家中最重的 物体或大石头搬到桥上来增加桥的稳定性。 木拱桥以较短的木材，通过纵横相贯，犹如彩虹飞架宽阔水面，其巧妙的结构，令人惊叹！
在主拱券的上边两端又各加设了二个小拱，一是可节 省材料，二是减少桥身自重（减少自重15%），而且能增 加桥下河水的泄流量。
1979年5月，由中国科学院自然史组等四个单位组成 联合调查组，对赵州桥的桥基进行了调查，自重为2800吨 的赵州桥，而它的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。这么浅的桥基简直令人难以置 信。梁思成先生1933年考察时还认为这只是防水流冲刷而 用的金刚墙，而不是承纳桥券全部荷载的基础。他在报告 中写道：“为要实测券基，我们在北面券脚下发掘，但在 现在河床下约70-80厘米，即发现承在券下平置的石壁。 石共五层，共高1.58米，每层较上—层稍出台，下面并无 坚实的基础，分明只是防水流冲刷而用的金刚墙，而非承 纳桥券全部荷载的基础。因再下30-40厘米便即见水，所 以除非大规模的发掘，实无法进达我们据学理推测的大座 桥基的位置。”
世界首座弧形钢塔斜拉桥南京建成通车
07年5月13日，法国马拉松赛参 赛者在世界最高斜拉桥上飞奔。
该桥横跨法国南部城镇密佑附近 的塔恩河上的山谷,高343米，甚 至高过了埃菲尔铁塔而且仅仅比 帝国大厦低38米，堪称世界最壮 观的公路桥。密佑高架桥长2460 米，整个结构耗费钢材36000吨， 占大桥重量的四分之一，其他部 分是用混凝土建造的。
三 结构设计
基本要求：
1、熟悉结构设计的主要因素。 2、绘出简单的设计图纸，并制作实物模型或原型。
3、体验结构设计因素所在。 发展要求： 树立良好的科学设计观。 重要概念： 安全性、适应性、耐久性、稳定性和经济性
1 结构设计应考虑的主要因素
结构设计的目标及要求 结构设计应以功能的实现为基本目标， 应满足设计规范，满足使用者的基本 需要。
岳阳楼
黄鹤楼
飞檐5层，从 楼的纵向看各层 排檐与楼名直接 有关，形如黄鹤， 展翅欲飞。整座 楼的雄浑之中又 不失精巧，富于 变化的韵味和美 感。
斗拱是中国木构架 建筑特有的结构构件， 在结构上挑出承重，并 将屋顶的大面积荷载经 斗拱传递到柱上。它有 一定的装饰作用，又是 屋顶和屋身的过渡。此 外，它还是封建社会森 严的等级制度的象征和 重要的建筑尺度衡量标 准。斗拱一般使用在高 级的官式建筑中，称为 大式建筑。因为斗拱的 重要性，历代建筑对它 十分重视，使它成为判 断建筑时代的重要标志 之一。
斗拱
中国古代建筑的特点
饕餮,最贪吃,能吃能喝,常饰于鼎的盖子 上。因它能喝水,几乎在古代桥梁外侧正中都 能见到,防止大水将桥淹没。
赵州桥栏板上的饕餮(仿隋朝栏板）
1991年9月，赵州桥被美国土木工程师学会选定 取为第十二个“国际土木工程里程碑”，并在桥北 端东侧建造了“国际土木工程历史古迹”铜牌纪念 碑。
案例分析： 飞檐、斗拱
经典结之一：赵州桥
观看时，注意：①桥的结构特点？ ②桥的受力分析？ ③桥的文化寓意和民族特色 ？
赵州桥又名安济桥，建于隋大业(公元605-618) 年间，是著名匠师李春建造。桥长64.40米，跨径 37.02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单 孔敞肩型石拱桥。因桥两端肩部各有二个小孔，不 是实的，故称敞肩型，这是世界造桥史的一个创造 （没有小拱的称为满肩或实肩型）。赵州桥距今已 1400年，经历了10次水灾，8次战乱和多次地震， 特别是1966年邢台发生的7.6级地震，邢台距这里 有40多公里，这里也有四点几级地震，赵州桥都没 有被破坏，著名桥梁专家茅以升说，先不管桥的内 部结构，仅就它能够存在1300多年就说明了一切。 1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处，据当地的老 人说，站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。据记载， 赵州桥自建成至今共修缮8次。
结构设计应考虑的主要因素
功能
人的个性化需要
成本
结构设计
强度
稳定性
美观
寿命 安全
……….
在工程的结构设计中 结构的安全性、适应性、耐久性、稳定性和经济性。
2 简单结构的设计案例
斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力 更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。索塔型式 有A型、倒Y型、H型、独柱，材料有钢和混凝土 的。斜拉索布置有单索面、平行双索面、斜索面 等。