1、砌體結(jié)構(gòu)

概念

       用磚砌體、石砌體或砌塊砌體建造的結(jié)構(gòu)，又稱磚石結(jié)構(gòu)。由于砌體的抗壓強(qiáng)度較高而抗拉強(qiáng)度很低，因此，砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要承受軸心或小偏心壓力，而很少受拉或受彎，一般民用和工業(yè)建筑的墻、柱和基礎(chǔ)都可采用砌體結(jié)構(gòu)。在采用鋼筋混凝土框架和其他結(jié)構(gòu)的建筑中，常用磚墻做圍護(hù)結(jié)構(gòu)，如框架結(jié)構(gòu)的填充墻。

優(yōu)缺點(diǎn)

砌體結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是：

①容易就地取材。磚主要用粘土燒制;石材的原料是天然石;砌塊可以用工業(yè)廢料──礦渣制作，來源方便，價(jià)格低廉。

②磚、石或砌塊砌體具有良好的耐火性和較好的耐久性。

③砌體砌筑時(shí)不需要模板和特殊的施工設(shè)備。在寒冷地區(qū)，冬季可用凍結(jié)法砌筑，不需特殊的保溫措施。

④磚墻和砌塊墻體能夠隔熱和保溫，所以既是較好的承重結(jié)構(gòu)，也是較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

砌體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：

①與鋼和混凝土相比，砌體的強(qiáng)度較低，因而構(gòu)件的截面尺寸較大，材料用量多，自重大。

②砌體的砌筑基本上是手工方式，施工勞動(dòng)量大。

③砌體的抗拉和抗剪強(qiáng)度都很低，因而抗震性能較差，在使用上受到一定限制;磚、石的抗壓強(qiáng)度也不能充分發(fā)揮。

④粘土磚需用粘土制造，在某些地區(qū)過多占用農(nóng)田，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

適用領(lǐng)域

       住宅、辦公樓等民用建筑中廣泛采用砌體承重。 所建房屋層數(shù)增加，5～6層高的房屋，采用以磚砌體承重的混合結(jié)構(gòu)非常普遍，不少城市建到7～8層;重慶市70年代建成了高達(dá)12層的以砌體承重的住宅;在某些產(chǎn)石地區(qū)毛石砌體作承重墻的房屋高達(dá)6層;在工業(yè)廠房建筑中，通常用砌體砌筑圍墻;中、小型廠房和多層輕工業(yè)廠房，以及影劇院、食堂、倉庫等建筑的承重結(jié)構(gòu);可在地震設(shè)防區(qū)建造砌體結(jié)構(gòu)房屋——合理設(shè)計(jì)、保證施工質(zhì)量、采取構(gòu)造措施。經(jīng)震害調(diào)查和研究表明：地震烈度在六度以下地區(qū)，一般的砌體結(jié)構(gòu)房屋能經(jīng)受地震的考驗(yàn);按抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行改進(jìn)和處理，可在七度和八度設(shè)防區(qū)建造砌體結(jié)構(gòu)的房屋。

       配筋砌塊建筑表現(xiàn)了良好抗震性能，在地震區(qū)得到應(yīng)用與發(fā)展。美國是配筋砌塊應(yīng)用最廣泛的國家，在1933年大地震后，推出了配筋混凝土砌塊(配筋砌體)結(jié)構(gòu)體系，建造了大量的多層和高層配筋砌體建筑。這些建筑大部分經(jīng)歷了強(qiáng)烈地震的考驗(yàn)。如：1952年建成的26棟6—13層的美退伍軍人醫(yī)院;1966年在圣地亞哥建成的8層海納雷旅館(位于9度區(qū))和洛杉磯19層公寓;1990年5月在內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯(7度區(qū))建成了4棟28層配筋砌塊旅館。利用配筋砌塊，我國各地建造了不少的砌體高層建筑： 1983年、1986年南寧已修建了配筋砌塊10層住宅樓和11層辦公樓試點(diǎn)房屋。采用MU20高強(qiáng)砌塊，人工兩次投料振搗，無法大量生產(chǎn); 1988年本溪用煤矸石混凝土砌塊配筋修建了一批10層住宅樓;1997年根據(jù)哈爾濱建筑大學(xué)、遼寧建科院等單位的研究結(jié)果，東北設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)在遼寧盤錦市建成一棟15層配筋砌塊剪力墻點(diǎn)式住宅樓; 1998年，上海住宅總公司在上海建成了一棟配筋砌塊剪力墻18層塔樓，這是我國最高的18層砌塊高層房屋，而且是建在7度抗震設(shè)防的地區(qū);2000年撫順建成一棟6.6米大開間12層配筋砌塊剪力墻板式住宅樓;2001年哈爾濱阿繼科技園修建了12層配筋砌塊房屋，其后一幢18層砌塊高層也建成。

       配筋砌體已成為與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有類似性能和應(yīng)用范圍的結(jié)構(gòu)體系。

2、磚混結(jié)構(gòu) 

簡介

       磚混結(jié)構(gòu)是指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)的墻、柱等采用磚或者砌塊砌筑，橫向承重的梁、樓板、屋面板等采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。也就是說磚混結(jié)構(gòu)是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結(jié)構(gòu)。磚混結(jié)構(gòu)是混合結(jié)構(gòu)的一種，是采用磚墻來承重，鋼筋混凝土梁柱板等構(gòu)件構(gòu)成的混合結(jié)構(gòu)體系。適合開間進(jìn)深較小，房間面積小，多層或低層的建筑，對(duì)于承重墻體不能改動(dòng)，而框架結(jié)構(gòu)則對(duì)墻體大部可以改動(dòng)。

特點(diǎn)

       框架結(jié)構(gòu)住宅的承重結(jié)構(gòu)是梁、板、柱，而磚混結(jié)構(gòu)的住宅承重結(jié)構(gòu)是樓板和墻體。

       在牢固性上，理論上說框架結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到的牢固性要大于磚混結(jié)構(gòu)，所以磚混結(jié)構(gòu)在做建筑設(shè)計(jì)時(shí)，樓高不能超過6層，而框架結(jié)構(gòu)可以做到幾十層。但在實(shí)際建設(shè)過程中，國家規(guī)定了建筑物要達(dá)到的抗震等級(jí)，無論是磚混還是框架，都要達(dá)到這個(gè)等級(jí)，而開發(fā)商即使用框架結(jié)構(gòu)蓋房子，也不會(huì)為了提高建筑堅(jiān)固程度而增加投資，只要滿足抗震等級(jí)就可以了。

       在隔音效果上來說，磚混住宅的隔音效果是中等的，框架結(jié)構(gòu)的隔音效果取決于隔斷材料的選擇，一些高級(jí)的隔斷材料的隔音效果要比磚混好，而普通的隔斷材料，如水泥空心板之類的，隔音效果是很差的。

       如果你要進(jìn)行室內(nèi)空間的改造，框架結(jié)構(gòu)因?yàn)槎鄶?shù)墻體不承重，所以改造起來比較簡單，敲掉墻體就可以了，而磚混結(jié)構(gòu)中很多墻體是承重結(jié)構(gòu)，不允許拆除的，你只能在少數(shù)非承重墻體上做文章。區(qū)別承重墻和非承重墻的一個(gè)簡單方法是看原始結(jié)構(gòu)圖，通常墻體厚度在240mm的墻體是承重的，120mm或者更薄的墻體是非承重的，但有時(shí)為了和梁或者承重墻齊平，非承重墻也會(huì)做到240mm的厚度。

結(jié)構(gòu)

磚混結(jié)構(gòu)建筑的墻體的布置方式如下：

1、橫墻承重。用平行于山墻的橫墻來支承樓層。常用于平面布局有規(guī)律的住宅、宿舍、旅館、辦公樓等小開間的建筑。橫墻兼作隔墻和承重墻之用，間距為3～4m。

2、縱墻承重。用檐墻和平行于檐墻的縱墻支承樓層，開間可以靈活布置，但建筑物剛度較差，立面不能開設(shè)大面積門窗。

3、縱橫墻混合承重。部分用橫墻、部分用縱墻支承樓層。多用于平面復(fù)雜、內(nèi)部空間劃分多樣化的建筑。

4、磚墻和內(nèi)框架混合承重。內(nèi)部以梁柱代替墻承重，外圍護(hù)墻兼起承重作用。這種布置方式可獲得較大的內(nèi)部空間，平面布局靈活，但建筑物的剛度不夠。常用于空間較大的大廳。

5、底層為鋼筋混凝土框架，上部為磚墻承重結(jié)構(gòu)。常用于沿街底層為商店，或底層為公共活動(dòng)的大空間，上面為住宅、辦公用房或宿舍等等建筑。

設(shè)計(jì)要求

       以承重磚墻為主體的磚混結(jié)構(gòu)建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：門窗洞口不宜開得過大，排列有序;內(nèi)橫墻間的距離不能過大;磚墻體型宜規(guī)整和便于靈活布置。構(gòu)件的選擇和布置應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性等要求，還要滿足耐久性、耐火性及其他構(gòu)造要求，如外墻的保溫隔熱、防潮、表面裝飾和門窗開設(shè)，以及特殊功能要求。建于地震區(qū)的房屋，要根據(jù)防震規(guī)范采取防震措施，如配筋，設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁等。磚混結(jié)構(gòu)建筑可以在質(zhì)感、色彩、線條圖案、尺度等方面造成樸實(shí)、親切而具有田園氣氛的風(fēng)格。設(shè)計(jì)時(shí)還可以統(tǒng)一考慮附屬建筑和庭園環(huán)境布置，以取得和諧的藝術(shù)效果。

3、框架結(jié)構(gòu)

概念

       框架結(jié)構(gòu)是指由梁和柱以剛接或者鉸接相連接而成構(gòu)成承重體系的結(jié)構(gòu)，即由梁和柱組成框架共同抵抗適用過程中出現(xiàn)的水平荷載和豎向荷載。采用結(jié)構(gòu)的房屋墻體不承重，僅起到圍護(hù)和分隔作用，一般用預(yù)制的加氣混凝土、膨脹珍珠巖、空心磚或多孔磚、浮石、蛭石、陶粒等輕質(zhì)板材等材料砌筑或裝配而成。

特點(diǎn)

       框架建筑的主要優(yōu)點(diǎn)：空間分隔靈活，自重輕，有利于抗震，節(jié)省材料;具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點(diǎn)，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu);框架結(jié)構(gòu)的梁、柱構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化、定型化，便于采用裝配整體式結(jié)構(gòu)，以縮短施工工期;采用現(xiàn)澆混凝土框架時(shí)，結(jié)構(gòu)的整體性、剛度較好，設(shè)計(jì)處理好也能達(dá)到較好的抗震效果，而且可以把梁或柱澆注成各種需要的截面形狀。

       框架結(jié)構(gòu)體系的缺點(diǎn)為：框架節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中顯著;框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度小，屬柔性結(jié)構(gòu)框架，在強(qiáng)烈地震作用下，結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴(yán)重的非結(jié)構(gòu)性破壞;鋼材和水泥用量較大，構(gòu)件的總數(shù)量多，吊裝次數(shù)多，接頭工作量大，工序多，浪費(fèi)人力，施工受季節(jié)、環(huán)境影響較大;不適宜建造高層建筑， 框架是由梁柱構(gòu)成的桿系結(jié)構(gòu)，其承載力和剛度都較低，特別是水平方向的(即使可以考慮現(xiàn)澆樓面與梁共同工作以提高樓面水平剛度，但也是有限的)，它的受力特點(diǎn)類似于豎向懸臂剪切梁，其總體水平位移上大下小，但相對(duì)于各樓層而言，層間變形上小下大，設(shè)計(jì)時(shí)如何提高框架的抗側(cè)剛度及控制好結(jié)構(gòu)側(cè)移為重要因素，對(duì)于鋼筋混凝土框架，當(dāng)高度大、層數(shù)相當(dāng)多時(shí)，結(jié)構(gòu)底部各層不但柱的軸力很大，而且梁和柱由水平荷載所產(chǎn)生的彎矩和整體的側(cè)移亦顯著增加，從而導(dǎo)致截面尺寸和配筋增大，對(duì)建筑平面布置和空間處理，就可能帶來困難，影響建筑空間的合理使用，在材料消耗和造價(jià)方面，也趨于不合理，故一般適用于建造不超過15層的房屋。

優(yōu)點(diǎn)

       框架結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)是建筑空間布局靈活，隨意性相對(duì)比較靈活，因?yàn)榭蚣芙Y(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件是柱和梁，墻全部采用輕質(zhì)材料填充，所以建筑空間布局靈活，框架結(jié)構(gòu)在建筑高度上要不磚混的高很多，同樣不同的抗震烈度其做大高度也不同，從高度上就可以看出在抗震性能上框架要比磚混強(qiáng)很多，層高不受限。

4、懸索結(jié)構(gòu)

定義

       由柔性受拉索及其邊緣構(gòu)件所形成的承重結(jié)構(gòu)。索的材料可以采用鋼絲束、鋼絲繩、鋼鉸線、鏈條、圓鋼，以及其他受拉性能良好的線材。

平面懸索結(jié)構(gòu)

       主要在一個(gè)平面內(nèi)受力的平面結(jié)構(gòu)，多用于懸索橋和架空管道。按結(jié)構(gòu)形式分為：①單層懸索結(jié)構(gòu)?？捎米鋈崾綉宜鳂颍部捎糜谖萆w，結(jié)構(gòu)剛度較小，在可變荷載作用下變形較大，宜在索上鋪設(shè)重屋面。②加勁式單層懸索結(jié)構(gòu)。通過在索下面若干吊桿吊有加勁桁架(或加勁梁)，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。③雙層懸索結(jié)構(gòu)。其上索與下索曲率相反，并通過其間的受拉斜腹桿中施加預(yù)應(yīng)力而具有較好的剛度。

空間懸索結(jié)構(gòu)

一種處于空間受力狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，多用于大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)中。按結(jié)構(gòu)形式分為：

       ①圓形單層懸索結(jié)構(gòu)。用于圓形平面的屋蓋，其索按輻射狀布置，整個(gè)屋面形成下凹的旋轉(zhuǎn)曲面。各根索的外端固定于周邊的鋼筋混凝土圈梁上，內(nèi)端固定于圓心附近的拉環(huán)上。當(dāng)圓心處允許設(shè)柱時(shí)，可形成傘形懸索結(jié)構(gòu)(圖1b)。②圓形雙層懸索結(jié)構(gòu)(圖1c)。其外形與上述結(jié)構(gòu)類似，只是有上下兩層索，從而可以有不同布置形式的預(yù)應(yīng)力拉桿以增強(qiáng)剛度。中國北京工人體育館直徑94米的比賽大廳屋蓋即采用了這種結(jié)構(gòu)形式(圖2)。其圓心附近的拉環(huán)除承受環(huán)向拉力外，在豎直方向還承受壓力。③雙向正交索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。由互相正交的兩組索組成。下凹的一組為承重索,上凸的一組為穩(wěn)定索,兩組索形成負(fù)高斯曲率的曲面。對(duì)其中一組索施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，另一組索也同時(shí)獲得預(yù)應(yīng)力的效果。通過施加預(yù)應(yīng)力，可使兩組索在屋面荷載作用下始終貼緊，且獲得良好的剛度。這種索網(wǎng)可用于橢圓平面、矩形平面、菱形平面(圖3)或其他平面的屋蓋。意大利米蘭體育館屋蓋采用了圓形平面的馬鞍形索網(wǎng)結(jié)構(gòu),直徑140米，是目前世界上最大的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)。中國浙江省人民體育館屋蓋采用80×60米橢圓平面的馬鞍形索網(wǎng)，其索端固定于一個(gè)空間曲梁上。為了減小曲梁內(nèi)的彎矩，在索網(wǎng)下還設(shè)置了一層水平拉索。

       除上述懸索結(jié)構(gòu)外，工程中還常用斜拉索結(jié)構(gòu)，如斜張橋和斜拉索屋蓋。這種斜拉索主要是用來減小屋面或橋面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的跨度，以滿足整個(gè)結(jié)構(gòu)的大跨度要求和達(dá)到節(jié)省材料的目的。

       隨著卷材薄鋼板的發(fā)展，近年來，有的國家采用懸掛板帶結(jié)構(gòu)。如聯(lián)邦德國法蘭克福航空港飛機(jī)庫的屋蓋，平面尺寸達(dá)270×100米，分為兩跨，每跨由10條長13米、寬7.5米的板帶組成，板帶之間用3米寬的采光帶隔開。

       除上述各種懸索外，還有一種結(jié)構(gòu)是利用鋼索來吊掛混凝土屋蓋的，這種結(jié)構(gòu)叫懸掛式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：充分利用鋼索所具有的抗拉特點(diǎn)，而減小鋼筋混凝土屋蓋所承受的彎曲力。下圖所示日本代代木體育館，采用高張力纜索為主體的懸索屋頂結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出帶有緊張感、力動(dòng)感的大型內(nèi)空間。

       在各種形式的懸索結(jié)構(gòu)中，索的邊緣構(gòu)件及地錨的合理性和可靠性具有極其重要的意義，在一定程度上決定著結(jié)構(gòu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和安全。

5、拱結(jié)構(gòu)

簡介

       拱結(jié)構(gòu)是一種主要承受軸向壓力并由兩端推力維持平衡的曲線或折線形構(gòu)件。

       拱結(jié)構(gòu)由拱圈及其支座組成。支座可做成能承受垂直力、水平推力以及彎矩的支墩;也可用墻、柱或基礎(chǔ)承受垂直力而用拉桿承受水平推力。拱圈主要承受軸向壓力，較同跨度梁的彎矩和剪力為小，從而能節(jié)省材料、提高剛度、跨越較大空間，可作為禮堂、展覽館、體育館、火車站、飛機(jī)庫等的大跨屋蓋承重結(jié)構(gòu);有利于使用磚、石、混凝土等抗壓強(qiáng)度高、抗拉強(qiáng)度低的廉價(jià)建筑材料。一般的屋蓋、吊車梁、過梁、擋土墻、散裝材料庫等承重結(jié)構(gòu)以及地下建筑、橋梁、水壩、碼頭等的承重結(jié)構(gòu)，均可采用拱。

優(yōu)缺點(diǎn)

       在外荷作用下，拱主要產(chǎn)生壓力，使構(gòu)件擺脫了彎曲變形。如用抗壓性能較好的材料(如磚石或鋼筋混凝土)去做拱，正好發(fā)揮材料的性能。不過拱結(jié)構(gòu)支座(拱腳)會(huì)產(chǎn)生水平推力，跨度大時(shí)這個(gè)推力也大，要對(duì)付這個(gè)推力仍是一樁麻煩而又耗費(fèi)材料之事。由于拱結(jié)構(gòu)的這個(gè)缺點(diǎn)，在實(shí)際工程應(yīng)用上，桁架還是比拱用得普遍。

6、膜結(jié)構(gòu) 

定義

       膜結(jié)構(gòu)(Membrane)是20世紀(jì)中期發(fā)展起來的一種新型建筑結(jié)構(gòu)形式,是由多種高強(qiáng)薄膜材料(PVC或Teflon)及加強(qiáng)構(gòu)件(鋼架、鋼柱或鋼索)通過一定方式使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的預(yù)張應(yīng)力以形成某種空間形狀,作為覆蓋結(jié)構(gòu),并能承受一定的外荷載作用的一種空間結(jié)構(gòu)形式.膜結(jié)構(gòu)可分為充氣膜結(jié)構(gòu)和張拉膜結(jié)構(gòu)兩大類.充氣膜結(jié)構(gòu)是靠室內(nèi)不斷充氣,使室內(nèi)外產(chǎn)生一定壓力差(一般在10㎜～30㎜水柱之間),室內(nèi)外的壓力差使屋蓋膜布受到一定的向上的浮力,從而實(shí)現(xiàn)較大的跨度.張拉膜結(jié)構(gòu)則通過柱及鋼架支承或鋼索張拉成型,其造型非常優(yōu)美靈活.

材質(zhì)

       膜結(jié)構(gòu)所用膜材料由基布和涂層兩部分組成.基布主要采用聚酯纖維和玻璃纖維材料;涂層材料主要聚氯乙烯和聚四氟乙烯。常用膜材為聚酯纖維覆聚氯乙烯(PVC)和玻璃纖維覆聚聚四氟乙烯(Teflon)。PVC材料的主要特點(diǎn)是強(qiáng)度低、彈性大、易老化、徐變大、自潔性差，但價(jià)格便宜，容易加工制作，色彩豐富，抗折疊性能好。為改善其性能，可在其表面涂一層聚四氟乙烯涂層，提高其抗老化和自潔能力，其壽命可達(dá)到15年左右。Teflon材料強(qiáng)度高、彈性模量大、自潔、耐久耐火等性能好，但它價(jià)格較貴，不易折疊，對(duì)裁剪制作精度要求較高，壽命一般在30年以上，適用于永久建筑。

特點(diǎn)

       重量輕、強(qiáng)度高、防火難燃、自潔性好，不受紫外線影響、抗疲勞、耐扭曲、耐老化、使用壽命長。具有高透光率，熱吸收量很少。正是因?yàn)檫@種跨時(shí)代的膜材料的發(fā)明，使膜結(jié)構(gòu)建筑成為現(xiàn)代化的永久性建筑。

       優(yōu)越性能：自潔性、透光節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性、藝術(shù)性、防火性與抗震性、造型多樣性;另外其還具有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、能覆蓋大跨度空間及施工周期短的優(yōu)點(diǎn)。

適用領(lǐng)域

       文化設(shè)施--展覽中心、劇場、會(huì)議廳、博物館、植物園、水族館等 體育設(shè)施--體育場、體育館、健身中心、游泳館、網(wǎng)球館、籃球館等 。商業(yè)設(shè)施--商場、購物中心、酒店、餐廳、商店門頭(挑檐)、商業(yè)街等 交通設(shè)施--機(jī)場、火車站、公交車站、收費(fèi)站、碼頭、加油站、天橋連廊等 。工業(yè)設(shè)施--工廠、倉庫、科研中心、處理中心、溫室、物流中心等 景觀設(shè)施--建筑入口、標(biāo)志性小品、步行街、停車場等 。索膜結(jié)構(gòu)起源于遠(yuǎn)古時(shí)代人類居住的帳篷。20世紀(jì)70年代以后，高強(qiáng)、防水、透光且表面光潔、易清洗、抗老化的建筑膜材料的出現(xiàn)，加之當(dāng)代電子、機(jī)械和化工技術(shù)的飛速發(fā)展，索膜建筑結(jié)構(gòu)已大量用于濱海旅游、博覽會(huì)、文藝、體育等大空間的公共建筑上。英國泰晤士河畔的千年穹頂是膜結(jié)構(gòu)體系的標(biāo)志性建筑，為世界矚目。索膜結(jié)構(gòu)具有易建、易拆、易搬遷、易更新、充分利用陽光和空氣以及與自然環(huán)境融合等特長，它是21世紀(jì)綠色建筑體系的寵兒。目前，在全球范圍內(nèi)索膜結(jié)構(gòu)無論在工程界還是在科研領(lǐng)域均處于熱潮中。近年來，我國建筑市場對(duì)索膜建筑技術(shù)的需求明顯有大幅度增長的趨勢，國外各大著名索膜技術(shù)專業(yè)公司紛紛登陸我國，刺激了我國索膜建筑事業(yè)的發(fā)展。隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)一步發(fā)展，使人類面臨著保護(hù)自然環(huán)境的使命。因此，天然材料和傳統(tǒng)的古老建筑材料必將被輕而薄且保溫隔熱性能良好的高強(qiáng)輕質(zhì)材料所取代。索膜建筑技術(shù)在這項(xiàng)變革中將扮演重要角色，其在建筑領(lǐng)域內(nèi)更廣泛的應(yīng)用是可以預(yù)見的，可謂前程似錦。

特性

       膜結(jié)構(gòu)作為一種建筑體系所具有的特性主要取決于其獨(dú)特的形態(tài)及膜材本身的性能。恰由于此，用膜結(jié)構(gòu)可以創(chuàng)造出傳統(tǒng)建筑體系無法實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。

       1、輕質(zhì)：張力結(jié)構(gòu)自重小的原因在于它依靠預(yù)應(yīng)力形態(tài)而非材料來保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。從而使其自重比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的小得多，但卻具有良好的穩(wěn)定性。建筑師可以利用其輕質(zhì)大跨的特點(diǎn)設(shè)計(jì)和組織結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)件，將其輕盈和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)特性有機(jī)地統(tǒng)一起來。

       2、透光性：透光性是現(xiàn)代膜結(jié)構(gòu)最被廣泛認(rèn)可的特性之一。膜材的透光性可以為建筑提供所需的照度，這對(duì)于建筑節(jié)能十分重要。對(duì)于一些要求光照多且亮度高的商業(yè)建筑等尤為重要。通過自然采光與人工采光的綜合利用，膜材透光性可為建筑設(shè)計(jì)提供更大的美學(xué)創(chuàng)作空間。夜晚，透光性將膜結(jié)構(gòu)變成了光的雕塑。

       膜材透光性是由它的基層纖維、涂層及其顏色所決定的。標(biāo)準(zhǔn)膜材的光譜透射比在10%~20%之間，有的膜材的光譜透射比可以達(dá)到40%，而有的膜材則是不透光的。膜材的透光性及對(duì)光色的選擇可以通過涂層的顏色或是面層顏色來調(diào)節(jié)。

       通過膜材和透光保溫材料的適當(dāng)組合，可以使含保溫層的多層膜具有透光性。即使光譜透射只有幾個(gè)百分點(diǎn)，膜屋面對(duì)于人眼來說依然是發(fā)亮和透光的，具有輕型屋面的觀感。

       3、柔性：張拉膜結(jié)構(gòu)不是剛性的，其在風(fēng)荷載或雪荷載的作用下會(huì)產(chǎn)生變形。膜結(jié)構(gòu)通過變形來適應(yīng)外荷載，在此過程中荷載作用方向上的膜面曲率半徑會(huì)減小，直至能更有效抵抗該荷載。

       張拉結(jié)構(gòu)的靈活性使其可以產(chǎn)生很大的位移而不發(fā)生永久性變形。膜材的彈性性能和預(yù)應(yīng)力水平?jīng)Q定了膜結(jié)構(gòu)的變形和反應(yīng)。適應(yīng)自然的柔性特點(diǎn)可以激發(fā)人們的建筑設(shè)計(jì)靈感。

       不同的膜材的柔性程序也不相同，有的膜材柔韌性極佳，不會(huì)因折疊而產(chǎn)生脆裂或是破損，這樣的材料是有效實(shí)現(xiàn)可移動(dòng)、可展開結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和前提。

       4、雕塑感：張拉膜結(jié)構(gòu)的獨(dú)特曲面外形使其具有強(qiáng)烈的雕塑感。膜面通過張力達(dá)到自平衡。負(fù)高斯膜面高低起伏具有的平衡感使體型較大的結(jié)構(gòu)看上去像擺脫了重力的束縛般輕盈地飄浮于天地之間。無論室內(nèi)還是室外這種雕塑般的質(zhì)感都令人激動(dòng)。

       張拉膜結(jié)構(gòu)可使建筑師設(shè)計(jì)出各種張力自平衡、復(fù)雜且生動(dòng)的空間形式。在一天內(nèi)隨著光線的變化，雕塑般的膜結(jié)構(gòu)通過光與影而呈現(xiàn)出不同的形態(tài)。日出和日落時(shí)，低入射角度的光線將突現(xiàn)屋頂?shù)那屎透〉裥Ч?，太陽位于遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)，膜結(jié)構(gòu)的流線型邊界在地面上投入彎彎曲曲的影子。利用膜材的透光性和反射性，經(jīng)過設(shè)計(jì)的人工燈光也可使膜結(jié)構(gòu)成為光的雕塑。

       5、安全性：按照現(xiàn)有的各國規(guī)范和指南設(shè)計(jì)的的輕型張拉膜結(jié)構(gòu)具有足夠的安全性。輕型結(jié)構(gòu)在地震等水平荷載作用下能保持很好的穩(wěn)定性。

由于輕型結(jié)構(gòu)自重較輕，即使發(fā)生意外坍塌，其危險(xiǎn)性也較傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)小。膜結(jié)構(gòu)發(fā)生撕裂時(shí)，若結(jié)構(gòu)布置能保證桅桿、梁等剛性支承構(gòu)件不發(fā)生坍塌，其危險(xiǎn)性會(huì)更小。

       膜結(jié)構(gòu)的柔性使其在任一荷載作用下均以最有利的形態(tài)承載。當(dāng)然，結(jié)構(gòu)的布置和形狀要根據(jù)荷載情況來進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整。設(shè)計(jì)要確何膜面與其輔助結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)工作，以避免力在膜面或輔助結(jié)構(gòu)上集中而達(dá)結(jié)構(gòu)破壞的臨界值。

7、裝配式建筑

簡介

       裝配式建筑是指用預(yù)制的構(gòu)件在工地裝配而成的建筑。這種建筑的優(yōu)點(diǎn)是建造速度快，受氣候條件制約小，節(jié)約勞動(dòng)力并可提高建筑質(zhì)量。

優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

(1)構(gòu)件可在工廠內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，施工現(xiàn)場可直接安裝，方便又快捷，可縮短施工工期。

(2)構(gòu)件在工廠采用機(jī)械化生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量更易得到有效控制。

(3)周轉(zhuǎn)料具投入量減少，料具租賃費(fèi)用降低。

(4)減少施工現(xiàn)場濕作業(yè)量，有利于環(huán)保。

(5)因施工現(xiàn)場作業(yè)量減少，可在一定程度上降低材料浪費(fèi)。

(6)構(gòu)件機(jī)械化成度高，可較大減少現(xiàn)場施工人員配備。

缺點(diǎn)：

(1)因目前國內(nèi)相關(guān)設(shè)計(jì)、驗(yàn)收規(guī)范等過于滯后施工技術(shù)的發(fā)展，裝配式建筑在建筑物總高度及層高上均有較大的限制。

(2)建筑物內(nèi)預(yù)埋件、螺栓等使用量有較大增加。

(3)構(gòu)件工廠化生產(chǎn)因模具限制及運(yùn)輸(水平垂直)限制，構(gòu)件尺寸不能過大。

(4)對(duì)現(xiàn)場垂直運(yùn)輸機(jī)械要求較高，需使用較大型的吊裝機(jī)械。

(5)構(gòu)件采用工廠預(yù)制，預(yù)制廠距離施工現(xiàn)場不能過遠(yuǎn)。

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