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鋼筋混凝土是建筑師在工作當(dāng)中接觸到的.多的結(jié)構(gòu)材料,工程中也常簡(jiǎn)稱為鋼筋砼(tong),由鋼筋和混凝土組合而成:
鋼筋:完美的抗拉性能,恐懼水和空氣,火燒變軟;
混凝土:優(yōu)質(zhì)的抗壓性能,隔水隔氣隔熱,成分多樣,性能多樣;
優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)的互補(bǔ)使得兩種材料成為結(jié)構(gòu)上的絕佳拍檔,也是建筑舞臺(tái)上經(jīng)久不衰的偶像組合:
19世紀(jì)中期,鋼筋混凝土組合出道,.早用于花盆、公路護(hù)欄等器物上,表現(xiàn)優(yōu)異;
登上建筑舞臺(tái)后,因其在力學(xué)性能、耐久性等方面的綜合成績(jī)優(yōu)異,迅速找準(zhǔn)了發(fā)展道路,席卷市場(chǎng);
混凝土通過(guò)不斷改變組成成分實(shí)現(xiàn)防水、保溫、防輻射等不同功能的變換——組合的技能不斷強(qiáng)化,發(fā)展道路拓寬,逐漸成為建筑界的流量與實(shí)力擔(dān)當(dāng)。
在二戰(zhàn)災(zāi)后重建的大量剛需面前,在柯布西耶、路易斯·康等建筑大V的應(yīng)用和推廣下,“鋼筋混凝土組合”在建筑界的地位已然舉足輕重,深深的影響了新世紀(jì)的建筑風(fēng)格,和設(shè)計(jì)圈幾代人的創(chuàng)作理念。
根據(jù)抗震、抗風(fēng)、抗形變、抗地球引力等多種力學(xué)要求,以及建筑空間布局需要,鋼筋與混凝土的組合有如下多種代表作品:
框架結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)
框剪結(jié)構(gòu)
筒體結(jié)構(gòu)
鋼筋混凝土組合也是技術(shù)作圖考試的結(jié)構(gòu)題目中常常出現(xiàn)的考察點(diǎn)(上圖中藍(lán)色年份)。
框架結(jié)構(gòu):2011,2013-2019
剪力墻結(jié)構(gòu):2005
框剪結(jié)構(gòu):2008,2012
筒體結(jié)構(gòu):2006
近7年結(jié)構(gòu)題目考察的都是鋼筋混凝土,我們雖然不能斷定下一年仍會(huì)考,但是可以肯定,在未來(lái)的考試中,鋼筋混凝土出現(xiàn)幾率仍然很高。
與深知鋼筋和混凝土二者的個(gè)人特色和技能量化的結(jié)構(gòu)工程師不同,建筑師只需要知道這個(gè)組合的“整體特點(diǎn)”即可,下面是四種結(jié)構(gòu)的知識(shí)要點(diǎn)整理。
(一)框架結(jié)構(gòu)
下面通過(guò)一組抽象示意圖來(lái)幫助大家讀懂鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。
在這四種構(gòu)件中,結(jié)構(gòu)受力的傳遞順序?yàn)椋?
鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的要素非常簡(jiǎn)單,能夠適應(yīng)很多種不同空間需要。所以考點(diǎn)主要集中在空間類型的變化上。依據(jù)題目要求,進(jìn)行梁柱的合理布局,是解題的關(guān)鍵。
此外,需要注意的是,雖然上面的知識(shí)卡是幾種構(gòu)件依次出現(xiàn)的,但實(shí)際上,這些構(gòu)件通常是統(tǒng)一支模,一起澆筑的(如下圖所示)這樣使得結(jié)構(gòu)的整體性更好,抗震能力更強(qiáng)。
建設(shè)活動(dòng)中,也有采用預(yù)制樓板等材料的情況,可以加快建設(shè)速度,但是結(jié)構(gòu)整體性就會(huì)表現(xiàn)較差,如今使用較少。
(二)剪力墻結(jié)構(gòu)
剪力墻結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土組合的另一個(gè)“代表作品”,利用墻體承受建筑的水平作用和豎向作用,柱子這樣的線狀構(gòu)件轉(zhuǎn)變?yōu)閴w這樣的面狀構(gòu)件。相比柱子,剪力墻(也叫承重墻)的優(yōu)勢(shì)是更好的抗側(cè)向力作用,抗震性能和整體性都優(yōu)于框架結(jié)構(gòu)。
兩種結(jié)構(gòu)的差別可以參考上面的兩個(gè)桌子,兩個(gè)桌子分別靠“柱”和“墻”來(lái)支撐,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)我們橫向推撞桌子的時(shí)候,明顯是右圖中靠“墻”支撐的桌子扭轉(zhuǎn)、晃動(dòng)的程度更小,也就是說(shuō)右圖桌子的剛度更大,整體性更好。以小見(jiàn)大,這也是剪力墻結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力性能優(yōu)于框架結(jié)構(gòu)的原因之一。