认识形态作用结构体系

认识形态作用结构体系摘要：结构是建筑实体存在的决定性因素，是建筑设计时的重要内容。 本文初步认识和理解结构体系。 结构体系的分类，从建筑结构的功能中，通过对其本质力的方向性和传递的分析和研究，制定了一定的标准，得出了不同的结构体系分类。 结构体系一般分为形态作用结构体系、向量作用结构体系、截面作用结构体系、面作用结构体系、高度作用结构体系和协同作用结构体系(混合结构体系)。论文对浅析结构体系中的形态作用结构体系，其中拱结构和承接体系中的悬挂结构作为本文的重点进行探讨，对其他承接结构体系也有简单的认识。关键词：形态作用结构体系拱索一、结构和形态作用结构体系建筑结构的稳定与持续依赖于研究其初始基本受力状态。 力量对结构作用的影响影响了建筑设计、实施以及后续维护方面。 形态的定义是指物质实体在三维空间中的特殊分布状态，在建筑方面，该实体明确发挥作用，发挥特定功能。一般来说，形态的保留和功能的实现取决于结构。 一些特定的形态也是结构的重要部分，其形态作用本身可以维持建筑，实现其功能。 形态作用结构体系的定义是由挠性、非刚性物质组成的体系，体系内的力的转向系统是通过特定的形态设计和特有的形态稳定来实现的。 在参考教材中，教师对形态作用体系的悲愤是拉伸结构体系和拱形结构体系，将形态作用体系分为电缆结构、帐篷结构、气球结构和拱形结构。 通过检索相关文献和论文资料，以下文章对拉伸结构体系中的悬索结构和拱形结构进行了大量讨论，着重于悬索结构和拱形结构。2 .悬架结构的特征和形态2.1体系结构概述吊索结构是指以一系列的拉索为主要承重构件，这些拉索按照一定的规则构成各种形式的体系，悬挂在对应的支撑结构体系的边缘构件上的结构。 绳索一般采用由高强钢丝组成的高强钢丝束、钢绞线或钢丝绳，也可采用圆钢筋、带钢或薄钢板及其他拉伸性能良好的材料。 由于电缆主要具有承受轴向拉力的特点，能够最大限度地利用钢材的强度，采用高强度材料，能够大幅度地减轻结构的自重。 因此，吊索结构可以跨越较为经济广泛的范围，主要用于桥梁、体育馆、博物馆等广泛的公共建筑和某些广泛的工业现场建设，是目前广泛建筑的主要结构形式之一。2.2悬挂结构特色悬架结构是合理的建筑结构。 电缆受力的特点是仅受拉力，这种结构能够充分利用刚才的强度。 由于电缆的轴向拉伸抵抗外负荷，结构中没有出现弯曲力矩和剪切力的效果。 由于吊索因自重而形成自然下垂，由吊索拉力与支承水平力之间的距离构成的内臂始终在吊索截面的范围之外，垂直度增大则力臂也增大，吊索的拉力与吊索截面积也有效减小。 据国外吊索屋顶统计，结构宽度在160m以下时，每平方米绳索的用量一般在10kg以下。因此，悬架结构可跨越大跨度，不需要中间支撑。 悬架结构充分利用了材料的性能，特别是采用高强度钢材时，可以大大减少材料的使用量，减轻结构的自重，降低某跨度工程的材料使用费用。悬架结构形式多种多样，平面布局灵活，不仅能增加结构支持，还能增加建筑的艺术感和特殊造型设计，创造新颖独特的建筑造型。在上述特点的基础上，由于吊索的自重小，屋顶可以用轻质材料制作零件，不需要庞大的起重设备和脚手架，节约了模板，降低了施工费用。然而，悬架结构也存在局限性。 由于悬架结构特点，悬架屋面结构稳定性差。 单根悬索是几何可变结构，其平衡岁荷载分布方式发生变化，特别是荷载的作用方向与下垂度方向相反时，悬索将失去荷载能力。 因此，为了提高屋顶结构的稳定性，需要追加配置电缆和结构。 同时悬架结构的边缘构件和下部支承也必须具有一定的刚性和合理的形状。 用来承受绳索端的大水平张力。2.3悬架结构的主要形态悬架结构的形式可以根据电缆网、边缘部件和下部支承结构的配置而构成不同的系列形式的悬架结构。 包括单层悬垂结构、双层悬垂结构和索网结构。(1)单层悬架结构所有复杂的悬垂结构都是由多个单索构成的，我们首先需要知道单索的形态结构。 单索的索形态主要由悬挂点的位置和索的下垂度决定。 根据所使用的建筑平面，可分为单面单层索结构和双曲面单层索结构。 图标如下所示单层悬垂结构有较大的缺点，如前所述，是稳定性差。 进一步说，悬架电缆是可变系统，其平衡形式随载荷分布而变化，同时悬架电缆的抗风性能差。(2)双悬垂结构双吊索系统由一系列下凹的承重索、上凸的稳定索及两者之间的拉杆(拉杆或杠杆)构成。 双索系统的空间形态取决于下层索的形态。 在重叠配置的双电缆系统中，内部空间的上面形态丰富。 中间连接杆的配置也会影响结构形态的视觉效果。(3)电缆网结构电缆网的结构通常是相互正交，曲率相反的电缆直接交叉构成的。 该电缆网由于形成了由正、负高斯曲率构成的双曲抛物面，因此也称为鞍形电缆网。 两组电缆中，凹陷的电缆为承重电缆(主缆)，上凸的电缆为稳定电缆(副缆)，两组电缆在交点处相互连接。电缆网周边的部件受到较大的力，即使做成曲线形状也会产生相当大的弯曲力矩，因此需要较大的截面。 既要在索网结构中加入预应力，又要提高其体系的稳定性和刚度。 由于存在曲率相反的两组电缆，拉任意一组或同事两组可实现预应力。 电缆网制成的承重面由一维拉伸部件制成，帐篷结构形成了真正的电缆网面。3、拱形结构的特征和形态3.1拱桥结构体系概述拱结构主要是承受轴向压力，以两端推力维持平衡的曲线或折线结构。 与弯曲剪切体系相比，拱结构具有跨度大、承载力高、截面薄、变形小的优点，与悬垂结构一样，拱结构为实际建筑工程节约了材料。 拱的内力主要是压力，这一划时代的发展可以使构件摆脱弯曲变形。 拱结构根据砖、石砌等脆性材料的抗压性能，实现某些结构体系无法实现或难以实现的跨度施工。 另外，拱形结构也存在一定缺陷，其拱形产生水平推力，跨度大时推理增加，解决该推力需要大量材料。在现代大跨度建筑中，拱结构作为建筑师罩的主要支撑结构，与其他结构形式相结合，创造出独特新颖的建筑设计形式。3.2拱形结构的形态拱结构根据其轴线的几何形态分为圆形、椭圆形、抛物线、悬垂线等几种基本形式。 除此之外，还有弯曲曲线、三角形、梯形、多边形等各种扩张形式。根据拱截面平面内外刚度的不同，拱可分为实心拱和格构拱。 实心拱实现了弯矩向轴向力的转换，截面形式主要为工字形、圆管、t字形、矩形、与平板(筒拱或拱壳)组合形式的格构拱的截面形态多样，可以是箱型或焊接圆钢的三角形格构拱、梯形格构拱、矩形格构拱或正方形格构拱等格构拱自身具有较好的空间刚度，一般应用于大跨度拱形屋顶。另外，根据拱平面与水平面的角度，拱可分为直拱和斜拱两种。 直拱指拱平面与水平面之间的角度为90度的拱，斜拱指拱平面与水平面之间的角度小于90度的拱。 在满足建筑效果的基础上，应尽量增大拱平面与水平面之间的角度。 通过适当增加斜拱平面方向的约束，可减小斜拱平面方向的弯矩和扭矩。根据拱的静观式，拱可分为无铰拱、双铰拱、三铰拱。 无铰拱具有三次超静定结构，受载作用拱的内力分布均匀，结构整体刚度大，结构简单，施工方便，广泛应用于结构和钢筋混凝土拱桥结构。 双铰拱结构整体刚度优于三铰拱，支座沉降等附加内力小于无铰拱。 双铰链具有结构简单、制作方便等优点，一般应用于中小跨度建筑。 大跨度建筑中，由于拱的弧线过长，吊杆刚性不足，通常采用三重拱。3.3拱结构的极限拱结构在建筑应用中，依然有一定的局限性，主要表现如下1 .相对于拉伸结构，拱的变化形式受其自身力学机理的影响，变化界限大，可调节的馀地小。2、在空间形态中，拱形结构组合形成的空间通常是规则的几何空间，其空间形态相对不丰富。3、在结构处理上，推力方面的问题仍需重点解决。 解决侧推力，给建筑体和外围功能布局的影响很大。4 .对格构拱桥，轻量高强度新材料的应用促使拱结构在结构受力需求方面截面变小，从而引起两个问题：1)形象需求与结构需求尺寸不统一； 2 )构件过细会加剧平面弯曲问题。4 .其他形态作用结构体系浅析悬索结构和拱形结构通过详细查找资料进行了总结，上文进行了比较详细的整理。 此外，形态作用结构体系还有帐篷结构、气囊结构等。帐篷结构最简单的结构是把布的四角收紧固定。 这种结构是人们最初使用的结构之一，其传统的结构方式分为支架式和拉伸式。 帐篷结构体系的结构原理是，帐篷是纯粹拉伸的结构形式，对于与帐篷面的方向不一致的外力，使帐篷面变形。 负荷会产生很大的变形，特别是风力会产生更大的摇晃和噪音。 帐篷的形状不是几何方法，而是由预算的平衡决定的。 该结构的优点是帐篷结构自重轻，造型丰富。安全气囊结构还是空气承载结构，其原理如其名，用空气支撑外部(上部)结构，通过改变空气的压力使被包围的空气成为正压或负压的状态，利用由此形成的压力差使外部负荷均衡。 当对均匀弹性膜包围的空间内的空气进行加压时，该包围的膜结构始终为球面(最小表面和原理)，因此气囊结构的基本几何形状为球形。 气囊内部的气压变大时，薄膜内部的张力变大，球体的体积膨胀，求出的半径变大，球的曲率变小。 气囊结构体系的结构原理是空气压力支撑和稳定室内超压气囊结构。 空气进入超压状态时，会向所有方向施加平衡的压力，该力用于支撑薄膜。 但是，这种室内超压气囊结构是在室内超压环境下构建的，最大的问题是气密性和防止空气泄漏的维护费用。参考文献：1 大跨建筑中拱结构的应用及表现 .张智远. 2