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為了幫助考生能夠更加從容的步入2014年結(jié)構(gòu)工程師考場,網(wǎng)校將特整理編輯了2014結(jié)構(gòu)工程師輔導(dǎo)資料,希望對您參加本次考試有所幫助,做好備考工作!
空間結(jié)構(gòu)超越梁式結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
從梁的彎矩圖可見,梁沿跨度和截面的受力都很不均勻,材料強度不能得到充分的發(fā)揮。對于通常跨度的樓蓋梁來說,可將矩形截面變?yōu)楣ぷ中徒孛?,進而采用格構(gòu)式梁(桁架),以提高梁的承載力和剛度。為了實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的更大跨越,則必須把梁演變成拱和索,它的橫向擴展就變成了空間結(jié)構(gòu)。因此,空間結(jié)構(gòu)又叫形效結(jié)構(gòu).
從一些優(yōu)秀的空間結(jié)構(gòu)上可以看出空間結(jié)構(gòu)符合指標(biāo)的優(yōu)勢。
(1) 美國亞特蘭大百年奧運會喬治亞穹頂。橢圓形平面:240.790m×192.020m,它是目前世界上最大的雙曲拋物型準(zhǔn)張拉整體體系(TensegritySystem)。該體系由美國M-Levy開發(fā)的一種穩(wěn)定性好的三角形劃分網(wǎng)格穹頂,受力特點是: “連續(xù)拉、 間斷壓”,材料強度得到了最充分的發(fā)揮(指標(biāo)1,2)。整個屋蓋用鋼量僅30kg/m2。
(2) 法國巴黎國家工業(yè)與技術(shù)展覽中心大廳。是鋼筋砼裝配整體式薄殼結(jié)構(gòu),殼體跨度l與殼的折算厚度t之比:l/t=206m/0.18m=1144倍,而雞蛋殼僅:40mm/0.4mm=100倍。說明人類的巨大智慧。
(3) 廣東省湛江電廠干煤棚。平面尺寸:113.400m×113.400m,柱距79.80m,它是目前我國跨度最大的四柱支承平板網(wǎng)架屋蓋??紤]到煤棚位于湛江順島上,是臺風(fēng)多發(fā)區(qū),網(wǎng)架上鋪置鋼筋陶粒砼三角形帶肋預(yù)制板(直角邊4.200m,板的重力密度=14.5kN/m3)。雖然平板網(wǎng)架是科技含量較低的空間結(jié)構(gòu)體系,但仍可通過精心設(shè)計,采取八面坡水,腹桿棋盤式布置等手段來強化空間傳力, 用鋼量僅70.3kg/m2(巴基斯坦體育館柱距62.400m, 鋁皮輕屋面, 用鋼就達61kg/m2) 。值得指出的是:由于采用了暗柱帽,網(wǎng)架的施工散裝平臺由5m減低至1m左右,大大節(jié)省了施工費用。
1996年9月9日至20日,湛江地區(qū)先后遭受了兩次40多年未遇的強臺風(fēng)襲擊,市內(nèi)風(fēng)速達57m/s(12級臺風(fēng)為33m/s)強風(fēng)時間持續(xù)1h以上,大量的建筑物受到嚴(yán)重破壞,但位于臺風(fēng)登陸口的湛江電廠干煤棚卻完好無損,其陶粒砼屋面也未遭到任何破壞。
(4) 羅馬小體育館。采用外露的叉形斜柱,有力地把巨大的裝配整體式鋼筋砼網(wǎng)肋型扁圓球殼托起,結(jié)構(gòu)清晰、歡快,極富結(jié)構(gòu)力度。
(5) 意大利佛羅倫薩運動場大看臺。建筑師把雨蓬的挑梁外形與其彎矩圖(二次拋物線)統(tǒng)一起來。但又不是簡單的統(tǒng)一,建筑師利用混凝土的可塑性對挑梁的外輪廊進行了藝術(shù)處理,在挑梁的支座附近挖了一個三角形孔,既減耗了結(jié)構(gòu)重力,也獲得了很好的藝術(shù)效果。
這個建筑,直接地顯示了結(jié)構(gòu)的自然形體,進行了恰如其分的藝術(shù)加工,而又不做任何多余的裝飾,使結(jié)構(gòu)的形式與建筑空間藝術(shù)形象高度的融合起來,形象優(yōu)美,輕巧自然,給人以建筑美的享受。
這個例子說明,建筑物的重力感、力的傳遞與其支承的關(guān)系,也就是結(jié)構(gòu)的作用,同樣也是建筑藝術(shù)表現(xiàn)力的重要源泉。
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