建筑结构系统(Architectural structure),是建筑学对各种结构形式的称谓,一般而言还包含这些结构形式涵盖或衍生的行为。结构系统在建筑领域的功能,是不同于土木工程或机械工程等领域上的,因为建筑有其艺术意义,所以需由建筑美学为出发点,结构系统系辅助达成美学目的的元素,同时兼具力学功用;但亦有许多出色的建筑案例,是由于力学原理的合谐性,进而导引出建筑设计的概念;所以结合美学与力学,为建筑与结构之共同目标。 建筑结构系统是建筑设计得以实现的基础和前提,是建筑产品得以存在的先决条件。但是其表现形式往往淡出人们的视线之外。因为其功能单一,思维简单是人们的普遍看法,但要具体实施需要很深厚的专业技术基础。
建筑结构系统主要研究的范围有:
结构元素:包括结构的支承、构件和节点三种元素,他们的材料、构成方式和互相作用关系。
力的传递:研究外内力在构件中的传递、抵抗、变位、变形等行为,藉以表达建筑的律动感、调和或刻意呈现力学矛盾。
特殊构造:包含在前二项范围内的一些特殊构造,有时也会特别提出探讨,如早期的拱结构、悬索结构等,或是近代广泛讨论的薄壳结构、薄膜结构等。
避免灾难:由于近代建筑有巨大化的趋势,部分结构系统学者,开始针对自然横力如:地震力、风力等进行研究,主要着眼于增加建筑物之韧性,及消减建筑物与横力的共振这几方面。
材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变 、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。一般是机械工程和土木工程以及相关专业的大学生必须修读的课程,学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。材料力学的研究对象主要是棒状材料,如杆、梁、轴等。对于桁架结构的问题在结构力学中讨论,板壳结构的问题在弹性力学中讨论。
固体力学的一个分支,研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。其基本任务是:将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件,计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性,以保证结构能承受预定的载荷;选择适当的材料、截面形状和尺寸,以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。
在结构承受载荷或机械传递运动时,为保证各构件或机械零件能正常工作,构件和零件必须符合如下要求:①不发生断裂,即具有足够的强度;②构件所产生的弹性变形应不超出工程上允许的范围,即具有足够的刚度;③在原有形状下的平衡应是稳定平衡,也就是构件不会失去稳定性。对强度、刚度和稳定性这三方面的要求,有时统称为“强度要求”,而材料力学在这三方面对构件所进行的计算和试验,统称为强度计算和强度试验。
为了确保设计安全,通常要求多用材料和用高质量材料;而为了使设计符合经济原则,又要求少用材料和用廉价材料。材料力学的目的之一就在于为合理地解决这一矛盾,为实现既安全又经济的设计提供理论依据和计算方法。2100433B