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谈建筑结构的定义与可靠性

 论文栏目:建筑结构论文     更新时间:2018/1/3 11:17:32   

摘要:从古到今我国建筑发展的历程,建筑结构类型的演变,均保持着安全可靠这个原则。如何设计出高大、安全可靠的建筑,是建筑结构工作者的道路。本文简单的说明一下对建筑结构的认识,介绍了建筑结构的概念、作用、组成、功能要求和分类,旨在为结构设计者更好的认识建筑结构提供参考。

关键词:建筑结构;作用;分类

1建筑结构的定义

西方古代建筑中却以砖石结构居多,而我国古代建筑中木结构占有很大比重。建筑的演变发展到现代,钢筋混凝土结构应用广泛。所谓结构,为一种受传力体系,该体系为抵抗建筑物以及构筑物在各种力的作用(包括自然与人为),使结构能保证其性能(包括稳定和高跨度等)的发挥。建筑结构承受建筑物的所有作用,为建筑物功能实现提供环境载体;其影响着建筑类型、构造以及各种经济指标。日常生活中,比如框架梁、框架柱、剪力墙、楼板以及桥梁中的桥面板、桥墩、缆索、箱梁等都是结构。房屋下部不易看见的地基和基础也是结构。结构的作用巨大,有了它,建筑物可以在风雨雷电以及地震中屹立不倒,结构必须是安全的象征。

2建筑结构受力类型

(1)受上部荷载作用。比如柱,其支承着上部的梁,梁的荷载均传给柱。(2)承受自身的重力,即自重。物理中已经说明任何物体都有重力,是物体的基本特征,自重是物体具有惯性的原因,自重大,惯性就大。在力学简化计算中需要对自重进行简化,常常被简化为均布线荷载。(3)承受侧向荷载。当房屋高度较低时,侧向荷载作用较小,并不能破坏建筑物或者构筑物。当房屋高度较高,侧向荷载也伴随着高度的加大而增加,侧向荷载的破坏力较大,可能会破坏建筑物或者构筑物,此时需要引起足够的重视。侧向荷载主要由风和地震产生,有的建筑物,可能还存在特殊的侧向荷载。(4)抵抗特殊的荷载。部分建筑物存在此情况,需要承受特殊的力。

3建筑结构的内涵

(1)基础基础起着承上启下的作用,承受着上部各种荷载(荷载类型复杂,比如水平荷载、垂直荷载、扭矩等),并将上部各种荷载传递给地基。基础在地面以下,但地面以下并未都是基础,可能地面以下一些部分是上部结构。基础需要埋入地下一定的深度,一般为0.5m,从而避免地表的腐败的叶子、碎砖片等,保证上部结构的安全,不会发生失稳。(2)地基地基须是较硬的土层或者岩层,承载力必须满足要求,才能支承其上的基础,保证结构功能发挥。(3)能够承受侧向荷载的结构受力体系中需要有构件来承受各种侧向荷载。墙、梁和柱都参与抵抗侧向荷载,而楼板可以充当墙、梁和柱的连接构件,其面内刚度很大。在钢结构厂房中,钢柱子之间有支撑,可以抵抗侧向变形。(4)能够形成跨度的结构人们需要在建筑物内部生活学习,所以建筑物必须要有足够的空间环境,而跨度是构成空间的一个因素。一般构成跨度的构件是水平构件,常见的水平构件是板和梁,梁和板的受力原理相似。(5)可以竖向传递荷载的结构水平构件的支承体是竖向构件,常见的竖向构件是柱和墙,水平构件在两者的接触处将压力传递给竖向构件,比如梁的荷载传递给柱,柱子的荷载传递给基础。柱和墙的受力原理相似,但墙的侧向刚度一般大于柱。

4建筑结构的可靠性要求

(1)安全性结构的基本要求。结构能够承受正常施工、正常使用可能出现的各种荷载、变形等的作用。在偶然事件发生后,结构仍能保持必要的整体稳定性。例如,厂房结构平时受自重、吊车、风和积雪等荷载作用时,均应坚固不坏;而在遇到强烈地震、爆炸等偶然事件时,容许有局部的损伤,但应保持结构的整体稳定而不发生倒塌。(2)适用性能够保证结构自身发挥其作用的同时,不能影响到建筑物功能的发挥。(3)耐久性结构须保证在建筑物存在的期限内发挥其应有的功能,结构不能先于建筑物的寿命破坏。(4)稳定性稳定性是结构抗倾覆的能力,失稳破坏的后果是极其严重,结构设计时加以构造处理,防止失稳。

5建筑结构的分类

按主要承重结构材料分类有钢结构、钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构。此四类结构各有优缺点。钢结构的特点:材料强度高,塑性和韧性好;材质均匀,和力学计算的假定比较符合;制造简便,施工周期短;质量轻;耐腐蚀性差,维修费用高;耐热不耐火;主要用于大跨度结构、重型厂房结构、受动力荷载影响的结构、高耸、高层结构、可拆卸结构、容器和其他构筑物、轻型钢结构。钢筋混凝土结构的特点:耐久性好;整体性好;可模性好;耐火性好;就地取材;节约钢材;自重大;抗裂性差;隔热隔音差;施工受季节性影响;补强维修困难;主要用于一般性民用建筑;工业厂房;多层与高层建筑;大跨度结构;其他土木工程。砌体结构特点:就地取材,节约水泥、钢材;耐火性、化学稳定性及大气稳定性好;隔热、隔音性好;施工技术及设备简单;自重大,砌筑施工慢;砌块与砂浆的粘结力较弱;普通粘土砖的粘土用量大;主要用于一般性多层民用建筑;中、小型工业厂房的承重结构;大型工业厂房的围护结构;其他构筑物。木结构主要特点:就地取材,制造简单;自重轻,施工简便;易腐蚀;易燃;易蛀;易变形;主要用于跨度小的工业与民用建筑;空气相对湿度小的地区;室内温度低的地区;吊车起重量小且使用率低的工业厂房。目前应用较多的为钢结构和钢筋混凝土结构,随着木材资源的丰富,木结构会有比较好的应用前景。

参考文献:

[1]樊承谋.木结构在我国的发展前景[J].建筑技术,2003(4).

[2]陈东佐,李静.我国钢结构住宅的现状与发展前景[J].太原大学学报,2003,4(2):22-23.

[3]蔡玉春.钢结构住宅产业化的现状与进展[J].钢结构,2005(1):79-83.

[4]刘维亚.钢与混凝土组合结构理论与实践[M].北京:中国建筑工业出版社2008.

作者:赵亮 单位:南京交通职业技术学院建筑工程学院

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