结构概念和体系
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《结构概念和体系》《结构概念和体系》内容简介本书为结构工程师和建筑供给了深厚而又具特有看法的基础知识和工程实例。
书中分析了结构设计方案中的根本力学概念,特别先容了用整体概念来规划设计结构总体方案的办法;先容了结构总系统和各分系统之间的力学关系,以及简化近似的分析计算办法。
本书构想新奇,论述深进浅出。
对建筑师和结构工程师了解建筑空间格式和结构性能之间的彼此关系,进而在设计创造性地彼此配合,提升设计方案的快捷对比和选择的本领都大有裨益。
本书可供建筑、结构设计职员及大专院校建筑学及结构专业学习参考。
索引第1章概述―建筑设计中的结构第1节总论第2节建筑设计的过程第3节结构教育的总本办法第4节结构和其他分系统第5节小结第2章把方案阶段的建筑格式看作总结构系统第1节整体的假定第2节估算建筑格式上的总作用力第3节高宽比与抗倾覆第4节建筑物的承载力和钢度第5节建筑格式中的对称与排对称第3章整体性及紧要分析系统的彼此关系第1节建筑格式中结构作用的条理第2节把建筑格式设想为实体结构第3节把建筑格式看作空间结构第4节柱式和框架式空间结构第4章住房结构总系统的方案分析第1节把空间构成的部件作为紧要结构分系统第2节总系统分析的整体与小面积题目第3节单层开敞空间建筑例4-1第4节两层停车库例4-2第5节12层办公楼例4-3第6节15层公寓的巨型结构例4-4第5章结构荷载与结构反映第1节概述第2节恒载第3节活荷载第4节风荷载第5节地震作用第6节结构内部和外部的伸缩变形第7节结构反映第8节建筑规范、结构性能和承载力第6章水均分系统的整体设计第1节概述第2节水均分系统的整体结构性能第3节平板系统例6-1:预应力混凝土平板第4节板-梁系统例6-2A例6-2B第5节主-次梁系统例6-3第6节双向密肋系统例6-4:双向密肋系统第7节空间桁架系统例6-5:空间钢桁架系统第7章竖向分系统第1节概述第2节墙系统例7-1:剪力墙设计例7-2:桁架式剪力墙设计第3节井筒例7-3:筒结构分系统设计第4节竖向荷载作用下的框架结构分系统第5节水平荷载作用下的框架结构分析系例7-4:框架分析第6节竖向构件的近似侧向变形例7-5:侧向变形第8章直线型水平构件第1节构件的截面外形与大小第2节弯矩图第3节内力抵抗矩第4节允诺应力和极限应力设计第5节挠度第6节预加应力与荷载平衡的预应力混凝土设计例8-1例8-2例8-3…第9章直线型竖向构件第10章高层建筑第11章拱、悬索和薄壳结构系统第12章基础第13章施工第14章住房结构的造价参考文献(精选部分)附录计量单位换算系数表书摘插图第1节总论由于当代技艺的发展,建筑设计职员和工程结构设计职员的本领阐扬是彼此关连的,建筑物应是建筑师和工程师创造性合作的产品。
体系、体系结构与架构
体系,泛指部分⽽成的整体,是不同系统组成的系统。
体系强调部分与整体的关系;
系统体系结构是⼀个综合,系统体系结构是由许多结构要素及各种视图(或观点)(View)所组成的;所以,系统体系结构是⼀个综合各种观点的模型,⽤来完整描述整个系统。
软件体系结构是具有⼀定形式的结构化元素,即构件的集合,包括处理构件、数据构件和连接构件。
处理构件负责对数据进⾏加⼯,数据构件是被加⼯的信息,连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。
由于软件系统具有的⼀些共通特性,能够促进⼤规模软件的系统级复⽤。
体系结构强调系统的组成,与架构的概念等同。
体系结构包括⼀组部件以及部件之间的联系。
结构概念和体系结构概念和体系结构概念和体系是工程学和建筑学中非常重要的概念。
在建筑和工程设计中,结构是指由材料组成的支撑系统,它能够承受和传递荷载,并保持稳定。
结构体系则是指支撑系统的组织和布局方式,用于合理地分配荷载,并确保结构的安全和稳定。
以下将对结构概念和体系进行详细阐述。
1.结构概念:结构是指由材料组成的支撑系统。
它是工程或建筑物的骨架,起到支撑和分担荷载的作用。
常见的结构包括建筑物的框架结构、桥梁的梁桥结构、航天器的壳体结构等。
结构工程师的主要任务是设计和构造稳定的结构,使其能够承受所需的荷载,并保持安全运行。
结构的基本概念包括以下几个要素:荷载、轴力、剪力、弯矩和变形。
荷载是由外部施加在结构上的各种力,如重力、风力、地震力等。
轴力是指垂直于结构轴线的拉力或压力,常见于柱子或拉杆。
剪力是指垂直于结构的轴线的力,常见于横梁或地基。
弯矩是指结构受到扭转或弯曲时产生的力矩。
变形是指结构在荷载作用下发生的形变或变形。
2.结构体系:结构体系是指结构的组织和布局方式,用于合理地分配荷载,并确保结构的安全和稳定。
不同的结构体系有不同的适用场景和特点。
常见的结构体系有平面结构、空间结构和薄壳结构等。
平面结构是指支撑平面上的结构,主要由柱子和梁组成。
它适用于大型建筑物的设计,如办公楼、住宅楼等。
平面结构常见的形式有框架结构、索链结构和网架结构等。
空间结构是指在三维空间内支撑和连接的结构,常见于世界各地的桥梁和塔楼。
它可以承受来自不同方向的荷载,并保持结构的平衡和稳定。
空间结构的设计和施工较为复杂,需要考虑荷载分布、材料强度和结构稳定等因素。
薄壳结构是指由曲面薄壳组成的结构,适用于大跨度的建筑物设计。
薄壳结构的特点是强度高、刚度大,可以承受大荷载和提供大空间。
薄壳结构的设计和施工需要考虑曲面形态、材料选择和施工工艺等因素。
此外,结构体系还包括结构的连接和支撑系统。
连接系统是指用于连接结构构件的构件,如螺栓连接、焊接连接等。
《结构概念和体系》林同炎读书笔记一、概述在当今社会,结构概念和体系的重要性日益凸显。
林同炎的著作《结构概念和体系》深入剖析了这一主题,为我们深入理解结构在社会、经济、文化等各个领域中的作用提供了宝贵的思路和方法。
本文将通过对林同炎的这部著作进行全面评估,并对结构概念和体系进行深度和广度兼具的探讨,以期为读者带来丰富的启发和思考。
二、结构概念和体系的内涵林同炎首先对结构概念进行了概括和界定。
他指出,结构是由相互关联的元素所构成的整体,这些元素在空间上和功能上相互通联。
换言之,结构包括了各种相互耦合的因素,而这些因素的相互作用又决定了整体的性质和特征。
在这一概念下,林同炎进一步探讨了结构体系的构建和运行机制,提出了一系列理论和方法,为我们营造了一个深入理解结构概念和体系的理论框架。
结构概念和体系的内涵,无疑是一个错综复杂而又富有逻辑性的领域。
从物理结构到社会结构,从生态结构到信息结构,结构概念和体系贯穿于整个世界的方方面面。
我们可以从微观角度出发,探讨原子结构和分子结构在物质变化和化学反应中的作用;也可以从宏观角度出发,研究政治结构和经济结构对社会的影响和调控。
在不同的层面和领域中,结构概念和体系都有着重要的地位和功能。
三、深入理解结构概念和体系为了更深入地理解结构概念和体系,我们可以从以下几个方面展开思考和讨论。
我们可以从稳定性和变动性的角度来审视结构概念和体系。
结构的稳定性决定了整体的坚固性和持久性;另结构的变动性又决定了整体的适应性和发展性。
在这个过程中,我们可以对比生物结构和社会结构,探讨它们在不同条件下的稳定性和变动性,从而更加清晰地理解结构在不同领域中的作用和意义。
我们可以从内部通联和外部环境的角度来审视结构概念和体系。
结构是在特定环境条件下形成和发展的,它与外部环境之间存在着密切的相互关系。
在这个过程中,我们可以探讨生态系统和信息系统中的结构与环境之间的相互作用,深入理解结构在不同环境中的演化和变化。
结构概念与体系
结构概念与体系是科学研究中的重要概念,它们对于理解事物的内部组成和互动关系至关重要。
在各个领域,结构和体系都有着不同的含义和应用。
在工程领域,结构一般指的是各种建筑物、桥梁、机械设备等物体的组成和构造方式。
它涉及到材料的选择、力学原理的应用以及各个部件之间的连接方式。
通过合理的结构设计,可以提高物体的稳定性、强度和工作效率。
在生物学中,结构概念指的是生物体内部各个组织和器官之间的形态和联系。
例如,动物的骨骼结构支撑身体,允许其运动和保护内部器官。
植物的细胞结构和器官系统也决定了其生长和养分吸收的方式。
在计算机科学中,结构的概念与数据的组织和管理密切相关。
数据结构是一种在计算机存储中组织数据的方式,如数组、链表和树等。
这些结构可以影响数据的存取速度、内存使用效率和算法的执行效果。
结构的体系则是对结构概念进行系统分类和组织的框架。
它可以帮助我们理解不同领域各种结构之间的相似性和差异性。
在学科研究中,结构体系通常会按照一定的规律进行分类,使得研究者能够更好地整理和理解领域内的知识。
总之,结构概念与体系在各个学科领域都有着重要的作用。
它们帮助我们认识事物的内在组织和联系,促进了学科研究的发展和创新。
无论是工程建筑、生物学还是计算机科学,结构概念与体系都是不可或缺的基础。
《结构概念与体系》“该书从头到尾充实了非常深厚的知识……•学生以及从事专业工作的建筑师或结构工程师都会发现该书的内容是有裨益的。
”——美国建筑学会期刊(AIA Journal )之前的一个月我在上班,所以平时能看书的时间并不多。
搬到学校之后我终于有了属于自己的空间,我开始阅读这本周老师推荐的《结构概念与体系》。
这本书与另外两本林同炎著作《预应力混凝土结构设计》、《钢结构设计》被称为“世界土木工程师必读之书”。
整本书遵循着由浅入深先整体后部分的路线,先讲基本的概念理论和最重要的设计思想,使读者对全书的中心思想有个大致的把握,中后段才着重讲述分体系以及相关重要构件的具体知识,使人阅读起来思路明确,知识结构更加连贯。
由于是翻译本,有些地方理解的不太清楚,而且全书知识博大精深,内涵丰富,根本也不是一遍就能读懂的。
所以这篇读书笔记只是我在读第一遍时做的基本记录,后面我还会读第二遍第三遍,我相信像这样的好书读多少遍都是不够的,它是个宝库,我会不断地发掘它。
显而易见的,《结构概念和体系》是一本对建筑师和结构工程师的成长都大有裨益的书。
长久以来,建筑设计师和结构工程师之间有着先天的难以避免的矛盾。
建筑师的工作比较偏艺术性,而工程师则是偏技术性的。
建筑师考虑的是建筑物的美观和更多的使用空间而工程师考虑的是结构的安全性、经济性和实用性。
有些时候建筑设计师天马行空的设计无法跟现有的结构技术或是结构理论吻合起来,矛盾就不可避免了。
消除建筑师和工程师这两个角色之间的矛盾就是这本书的任务之一。
它不同于别的结构教科书详细介绍怎样设计建筑物的每个构件,而是从建筑物整体出发,从建筑设计的源头处着手,消除建筑设计师和结构工程师认识上的偏差,通过概念上的简单公式对建筑物进行总体设计,使得设计结果能够让双方都能满意,从而设计出整体性的优秀建筑体。
第一章.第一章的内容比较少,主要是从概念上大致讲解建筑设计的主要过程以及相关知识学习的主题思路。
《结构概念和体系》林同炎读书笔记《结构概念和体系》林同炎读书笔记一、引言在当今社会,结构概念和体系已经成为了我们生活中不可或缺的重要组成部分。
无论是在建筑设计、工程施工、物理学研究亦或是在人际关系中,结构的概念和体系都扮演着关键的角色。
本文将围绕着《结构概念和体系》这一主题展开探讨,旨在深入挖掘其深度和广度,为读者带来有价值的思考和启发。
二、结构的本质1. 结构的定义结构,指的是由若干元素构成的整体,元素间通过一定的连接方式相互关联,形成一个稳定的体系。
在林同炎的著作中,结构的定义被赋予了更为深刻的内涵,不仅仅局限于物理建筑结构,更包括了思维方式、知识体系等领域。
2. 结构的形式结构的形式多种多样,可以是物理上的框架结构,也可以是思维上的逻辑结构。
无论是哪种形式,结构都具有一定的稳定性和组织性,正是这种特点,使得结构成为了各种领域中不可或缺的重要概念。
三、结构的种类和应用1. 建筑结构在建筑行业中,结构的概念和体系扮演着至关重要的角色。
从建筑的整体框架到细小的连接件,都需要精密的结构设计才能保证建筑的稳定性和安全性。
2. 思维结构在知识体系的构建和思维方式的形成中,结构同样起着关键作用。
良好的知识结构可以帮助我们更好地理解和应用所学的知识,而清晰的思维结构则有助于我们更为准确地把握问题的本质和解决途径。
四、结构的重要性和影响1. 稳定性结构的稳定性是其最基本的特点之一,也是人们为什么需要结构的根本原因。
在面对复杂多变的情况时,有一个稳定的结构可以帮助人们更好地应对挑战。
2. 组织性良好的结构可以帮助事物保持良好的组织性,从而提高工作效率和生活质量。
一个有序的结构可以减少冗余和混乱,有助于事物更好地运转。
五、个人观点和启发在阅读林同炎的《结构概念和体系》之后,我深刻体会到了结构在我们生活中的重要性和影响力。
良好的结构不仅可以帮助我们更好地理解世界、把握知识,更可以成为我们在面对复杂情况时的坚实后盾。
结构之重要
结构概念和体系
一、概念定义
结构概念和体系是建筑物或构筑物中各种结构的总称,是建筑物的骨架和支撑体系。
它包括建筑物的基础、梁、柱、板、墙体、屋顶等部分,以及这些部分的连接和组合方式。
结构概念和体系是建筑物的重要组成部分,对于建筑物的安全、稳定、舒适和美观等方面起着至关重要的作用。
二、结构分类
根据不同的分类标准,结构可以分为不同的类型。
常见的分类方法包括以下几种:
根据材料分类:可以分为木结构、钢结构、混凝土结构、砌体结构等。
根据结构形式分类:可以分为框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构等。
根据施工方法分类:可以分为预制装配式结构、现浇整体式结构等。
三、结构分析
结构分析是结构概念和体系中的重要组成部分,主要是通过数学模型和计算机模拟方法对结构的受力性能进行分析和研究,从而确定结构的承载能力和稳定性。
结构分析的方法包括静力分析、动力分析、稳定性分析等。
在进行结构分析时,需要考虑多种因素,如结构的几何形状、材料特性、施工方法等。
四、结构设计
结构设计是根据建筑物的使用功能和要求,通过综合考虑各种因素,对建筑物的各个部分进行规划和设计,确定结构的类型、材料、尺寸和构造方式等。
结构设计是建筑物设计和建设过程中的重要环节,需要遵循相关的设计规范和标准,保证建筑物的安全性和经济性。
五、结构施工
结构施工是将结构设计转化为实际建筑物的过程,是建筑物建设过程中最为重要的环节之一。
在进行结构施工时,需要严格按照施工图纸和施工规范进行施工,保证施工质量和安全。
同时,还需要根据实际情况对施工方案进行调整和完善,以保证施工的顺利进行。
结构概念和体系重点回顾
结构:建筑物的基本受力骨架。
结构的基本功能要求:可靠、适用、耐久,以及在偶然事故中当局部结构遭到破坏后仍能保持结构的整体稳定性。
圈梁实质:一个受拉杆件。
要求:1、尽可能的形成“圈”;2、不能随意弯折;3、钢筋不能有内折角;4、钢筋必须锚固。
构造柱和圈梁提高了房屋的抗震能力,实质都是受拉杆件。
构件的基本受力状态:拉、压、弯、剪、扭。
正应力:截面上下边缘离中和轴最远处最大,截面中间部分应力很小,材料强度不能充分利用。
所以受弯构件截面“T”形或工字形。
剪应力:截面中和轴处最大,上下边缘为零。
“T”形或工字形。
材料在三向受压状态下:1、改善结构的承载能力;2、提高结构构件的延性。
预应力:构件尚未受外荷载作用前,预先对构件施加的应力。
预应力特点:预应力不能提高强度和承载力,主要提高混凝土构件的抗裂性能,更充分的利用高强钢材的抗拉性能和高强混凝土的抗压性能,减轻自重,使混凝土结构跨度更大,混凝土房屋造得更高。
结构的设计过程:方案设计、初步设计、施工图设计。
高宽比:房屋高宽比是房屋高度与房屋较短方向结构尺度的比值;是建筑结构抗倾覆能力的重要指标。
所以控制高宽比可以改善房屋的抗倾覆能力。
截面的弯曲刚度EI:截面产生单位曲率所需要施加的弯矩,与构件长短无关。
若要增大EI,材料尽量远离中和轴。
屋架支撑
屋架垂直支撑:位于两端第一跨或第二跨内,对于很长的厂房,中间也可增设一道;作用是保证屋架在施工安装和使用阶段的稳定性。
屋架上弦横向水平支撑:位于相邻屋架上弦之间;作用是承受作用在屋架上弦平面内的纵向水平力。
屋架下弦横向水平支撑:相邻屋架下设悬挂吊车时应设,是在相邻下弦屋架间设交叉支撑形成的水平桁架;作用是传递下弦纵向水平力,保证屋架的出平面稳定。
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屋架下弦纵向水平支撑:与下弦横向支撑类似,但沿厂房纵向布置,设在屋架下弦第一节间;保证由于厂房柱距较大、柱间需设托架来承受柱中间的屋架荷重时,用来保证托架的出平面稳定。
天窗架支撑:做法类似于屋架间垂直支撑;保证天窗架出平面的稳定和承受天窗端墙传来的风荷载。
柱间支撑:位于厂房中部排架柱之间;作用提高排架沿厂房纵向的抗侧移能力,把作用在排架柱上的纵向力(柱顶纵向荷载和吊车梁传来的吊车纵向制动力)通过柱间支撑直接传给基础。
单向板肋梁楼盖:楼板的跨度1.7-2.7m为宜,次梁跨度可取4-6m,主梁跨度以5-8m 为宜。
采用预应力混凝土时,梁板跨度都可以适当增加。
无梁楼盖:设置柱帽以提高抗冲切能力。
悬索结构特点:以下垂的悬索为主要承重结构,荷载均悬挂在主索上,悬索结构的主索只承受拉力,其抗弯刚度为零,不能承受任何弯矩,悬索的形状会随着荷载的变化而变化。
当悬索自动把形状调整到沿悬索全长弯矩处处为零时,就达到平衡状态,由力学原理,此时悬索的形状正好相当于简支梁的弯矩图形状。
拱:拱是一种很古老的结构形式,可以用抗压材料来跨越一定的跨度,早年使用的有天然石材、烧结砖,甚至土坯来建造拱;现代多用钢材或钢筋混凝土建造。
拱轴线可选用圆拱、抛物线拱或悬链线拱。
拱的受力状态和悬索结构相反,但十分相似,区别在于悬索只能受拉,索的抗弯刚度为零;而拱是以受压为主的结构,拱截面有一定的刚度,不能自由变形。
拱推力和拱矢高的关系:拱推力和拱矢高成反比,拱越高则推力越小。
薄壳结构:薄壁空间结构,壳厚度与其他两个方向的尺寸相比小很多,故称薄壳。
形式多样,如球壳、圆柱形壳、双曲扁壳、双曲抛物面壳(扭壳)等,也可包括折板结构,折板可认为是曲率为零的薄壁空间结构。
薄壳结构受力:荷载作用下以薄膜内力为主,与张拉膜结构或双向悬索结构有很多相似之处,张拉膜结构或悬索结构只能沿膜或索的方向承受拉力,薄壳结构不仅可以在薄壳曲面内承受任意方向的轴力(拉或压),还可以承受很大的剪力。
薄壳结构与张拉膜受力状态正好相反,就像拱和悬索结构受力相反一样,薄壳壳面有一定刚度,不能随荷载变化调整自己的形状和内力状态,所以薄壳内除薄膜内力,“剪力和轴力”之外还有小部分弯矩和扭矩,因此薄壳壳面必须具有一定的抗弯扭能力。
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薄壳结构组成:薄壳结构壳面薄、自重轻,既是承重结构又是维护结构,比较适合大跨度建筑。
薄壳结构由壳面和边缘构件两部分组成,边缘构件是壳面的边界和支座,为壳面提供明确的边界条件,是薄壳结构的重要组成部分。
边缘构件的损坏会彻底改变壳面的受力状态。
结构转换层:由于使用功能上的不同,结构柱网布置和梁的跨度差别很大,此时可考虑在结构布置不同的间层采用结构转换层。
形式有梁式楼盖、箱型楼盖、厚板式实体楼盖。
完全框架作用:线刚度比大于等于4时可近似认为横梁已能可靠地约束节点转动时。
完全框架作用将使柱内弯矩减半,使框架的抗侧移刚度提高到独立柱的4倍。
提高框架的刚度和承载力措施还有:1、增设框架内柱;2、增设框架横梁;3、加大框架梁、柱截面高度。
筒体:筒中筒结构在工程中应用较多,一般外筒为框筒,以利用开窗采光,外筒力臂大,主要抗弯,内筒主要用作主要竖向交通井,通常为钢筋混凝土实体筒,超高层中也有钢结构桁架筒,这类筒体抗剪能力很强,内筒主要抗剪。
剪力滞后现象:筒体在受弯时,其两侧“翼缘”的受力状态与工字形截面梁翼缘的受力状态相似,它是截面抗弯刚度的主要组成部分,但离腹板越远“翼缘”受力越小,力学上称之为剪力滞后现象。
如何减小剪力滞后现象:框筒结构由于洞口削弱了截面,剪力滞后现象更为严重,离腹板越远,翼缘受力越小。
因此太大的框筒中间部分“翼缘”受力很小。
采用组合筒方案(也叫筒束)就像在大框筒中间加上几道腹板,减小了剪力滞后现象,有效地改善了框筒的受力状态,使它具有更好的抗侧移能力。
西尔斯大厦采用由9个框筒组成的组合筒体系,有效地减轻了剪力滞后现象。
提高高层结构体系整体承载力和抗侧移能力的有效措施:
1、利用合理的地形
2、适当加强结构受力最大的部位
(1)根据内力大小,改变构件截面尺寸及承载力
(2)采用带边框的剪力墙,尽可能为剪力墙设置翼墙(端柱、翼墙、暗柱)
(3)适当加强房屋的角柱
3、把竖向荷载集中在主要承重构件上
4、设置刚性横梁或桁架
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