古今結(jié)構(gòu)藝術(shù)及技術(shù)發(fā)展概述

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摘要：古代經(jīng)典的建筑，深深感慨建筑藝術(shù)的宏偉美麗的同時(shí)有沒有想過為何這些龐然大物屹立數(shù)百年乃至千年不倒——這就是結(jié)構(gòu)的力量。而現(xiàn)代建筑最主要的兩種建筑結(jié)構(gòu)——鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，更因其廣泛的應(yīng)用范圍和結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)造著新時(shí)代的建筑巨作。
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu) 混凝土 鋼結(jié)構(gòu)

　　一.古代建筑——人類建筑藝術(shù)的瑰寶

　　1.古希臘雅典衛(wèi)城

　　雅典是希臘突出地中海的阿提卡半島的中心，三面環(huán)山，一面通海，公元前5世紀(jì)，在擊退進(jìn)犯的波斯人后，雅典取得了眾邦中的領(lǐng)導(dǎo)地位。并開始重建毀于戰(zhàn)火的衛(wèi)城。用輝煌宏偉的神廟建筑群慶祝勝利和榮耀城邦的霸主地位。重建后的衛(wèi)城建筑包括帕提農(nóng)神廟，伊瑞克提翁神廟和稍候建造的勝利女神神廟等。

　　雅典衛(wèi)城建在一座石灰?guī)r的小山上，高出四周平地70多米，四周陡峭，頂部是一塊平整的臺(tái)地。雅典人在山上建造城邦保護(hù)神雅典娜女神的神廟，雅典由此而得名。由衛(wèi)城西邊拾級(jí)而上，迎面是樸素的多立克山門，山門之后高11米的雅典娜神像執(zhí)矛而立。繞過女神像，左邊是纖巧的伊瑞克神廟，右邊是莊嚴(yán)的帕提農(nóng)神廟。帕提農(nóng)神廟用的是多立克柱子，柱高是底面直徑的5.47倍，飽滿而有彈力，這是古希臘建筑的一大特點(diǎn)。伊瑞克提翁神廟內(nèi)最奇特的是柱廊的柱子，竟是6尊少女的雕像。

　　2.古羅馬建筑大角斗場(chǎng)

　　古羅馬建筑是個(gè)奇跡，公元前620年羅馬還是個(gè)意大利不被人注意的小城邦，到公元前30年，羅馬人的戰(zhàn)旗像洶涌的洪水席卷了北非，西亞和大半個(gè)歐洲?？涨暗纳鐣?huì)繁榮加上建造藝術(shù)的大飛躍，羅馬人于是大干特干起來了。

　　羅馬大角斗場(chǎng)，又叫圓劇場(chǎng)，坐落在羅馬城的中央。它是個(gè)巨大橢圓形，長軸188米，短軸156米。中央是表演區(qū)，看臺(tái)從表演區(qū)的橢圓形外沿層層升起，約有60排，又低到高分為5區(qū)。最前一區(qū)為榮譽(yù)區(qū)給長官，元老，外國使節(jié)等貴賓坐，第二區(qū)給騎士，第三區(qū)給富人。

　　大角斗場(chǎng)以混凝土筒形拱建構(gòu)，從外面看混凝土拱有4層，每層80個(gè)。底層是敞廊，每隔一段距離設(shè)樓梯和通道，分別通向不同看臺(tái)區(qū)域。蜘蛛網(wǎng)般的放射的通道和樓梯，方便觀眾快速就座和離場(chǎng)。與現(xiàn)代劇場(chǎng)如出一轍，如此一來，就算發(fā)生大火災(zāi)也不怕了。這個(gè)巨大的角斗場(chǎng)可同時(shí)容納55000人觀看表演。

　　大角斗場(chǎng)的外墻以灰白色的凝灰?guī)r砌筑。高50米，氣勢(shì)非凡。下面三層用券柱式裝飾，頂層實(shí)墻。陽光下，橢圓形體和規(guī)則變化的券柱令大角斗場(chǎng)產(chǎn)生豐富的光影效果。

　　3.哥特建筑巴黎圣母院

　　中世紀(jì)文化被稱為“哥特式”，這詞有***的意思，因?yàn)橹惺兰o(jì)是***的。但后來只把“哥特式”指中世紀(jì)晚期城市重新興起的文化。而這時(shí)的教堂就被喚作“哥特式教堂”。

　　哥特教堂平面是十字形的，很容易讓人想起耶穌受難的十字架，有強(qiáng)烈的***意義，它們大都有鐘塔，其中最著名的是法國巴黎圣母院也有兩個(gè)平頂?shù)溺娝?，?6米，雨果筆下的卡西莫多就在那兒敲鐘。不得不提的是教堂內(nèi)的雕像，有歷代的國王，圣母，基督等。滿布細(xì)密優(yōu)美的石刻雕飾，其中有一只怪獸，在圣母院頂上望著不遠(yuǎn)處的巴黎大法院。

　　以上是世界上古代經(jīng)典的建筑，深深感慨建筑藝術(shù)的宏偉美麗的同時(shí)有沒有想過為何這些龐然大物屹立數(shù)百年乃至千年不倒——這就是結(jié)構(gòu)的力量。現(xiàn)在我們來看看現(xiàn)代建筑最主要的兩種建筑結(jié)構(gòu)——鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

　　二.鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

　　1.鋼結(jié)構(gòu)

　　鋼結(jié)構(gòu)是由鋼筋構(gòu)件制成的工程結(jié)構(gòu)。構(gòu)件之間用焊接，螺栓或鉚釘連接，與其他結(jié)構(gòu)形式諸如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)和磚石結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)件的計(jì)算方法，連接的計(jì)算與構(gòu)件處理等方面都有顯著的特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)在的特性是由其原材料及加工過程決定的。鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有：

　　一.強(qiáng)度高，重量輕

　　與其它材料相比強(qiáng)度要高得多。在同樣的荷載條件下，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面小，自重輕，構(gòu)件重量輕也利于運(yùn)輸和安裝。

　　二.材質(zhì)均勻，可靠性高

　　鋼結(jié)構(gòu)在冶煉和軋制過程中，質(zhì)量得到嚴(yán)格控制，材質(zhì)波動(dòng)范圍很小。鋼材組織均勻，接近于各向同性，其實(shí)際工作性能與構(gòu)件計(jì)算理論符合較好，所以其可靠性較高。

　　三.塑性韌性好

　　建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)所選用的鋼材都是有很好的塑性，在拉力作用下，應(yīng)力—應(yīng)變曲線有明顯的屈服點(diǎn)和一段屈服平臺(tái)，然后進(jìn)入強(qiáng)化階段。結(jié)構(gòu)在一般工作條件下，不會(huì)因?yàn)槌d而突然斷裂。

　　四.工業(yè)化程度高

　　構(gòu)件采用工廠制造，采用機(jī)械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)有嚴(yán)格的工藝要求，制造精確度高，周期短。

　　五.安裝方便，施工期短

　　構(gòu)件在工地拼裝，可以采用安設(shè)簡便的普通螺栓，然后進(jìn)行焊接或用高強(qiáng)螺栓連接。還可以在地面先拼裝或焊接成較大的吊裝單元再進(jìn)行吊裝，施工速度快，工期短。建筑物提前投入使用，能盡快發(fā)揮投資利益。

　　六.密閉性好

　　七.耐熱性好，耐火性差

　　八.耐腐蝕性差

　　目前在工業(yè)與民用建筑方面，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍如下：

　　一.大跨度結(jié)構(gòu)

　　比較其它建筑材料的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)，結(jié)構(gòu)形式靈活多變。

　　二.高層建筑的骨架

　　鋼結(jié)構(gòu)以其優(yōu)越的性能在高層超高層建筑中擔(dān)當(dāng)著重要的角色，至1998年，我國已建成的300米以上的建筑有3座，其中2座為鋼架加鋼筋混凝土或勁性混凝土核心的筒結(jié)構(gòu)。

　　三.重型廠房結(jié)構(gòu)

　　四.輕型鋼結(jié)構(gòu)

　　五.塔桅結(jié)構(gòu)

　　三.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

　　利用水泥摻以級(jí)配合理的粗細(xì)骨料，加水拌合并澆筑在模型之中，經(jīng)硬化后就可以得到人們所需要的各種形狀的人工石料——混凝土。它的抗壓能力較強(qiáng)但抗拉能力較弱，為了克服這個(gè)缺陷，人們就自然地想到利用抗拉強(qiáng)度很高的鋼筋來彌補(bǔ)。

　　加入鋼筋的混凝土即叫做鋼筋混凝土，當(dāng)受拉區(qū)出現(xiàn)裂縫時(shí)鋼筋混凝土不會(huì)象純混凝土那樣立即折斷，它還能繼續(xù)承受相當(dāng)大的荷載。不難看出，配置在受拉區(qū)的鋼筋顯著的增強(qiáng)了抗拉性能，大大提高了承載能力。鋼筋和混凝土這兩種材料揚(yáng)長避短，共同工作。

　　1.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

　　一.可以就地取材

　　砂石在鋼筋混凝土的體積中所占的比重大，一般可以就地取材，可以減少材料的運(yùn)輸費(fèi)用，降低建筑造價(jià)。

　　二.耐久性好

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土抗大氣侵蝕性能好，且鋼筋又為混凝土包裹而不致銹蝕。所以鋼筋混凝土耐久性好不像鋼結(jié)構(gòu)那樣要經(jīng)常保養(yǎng)和維修。

　　三.耐火性好

　　由于混凝土導(dǎo)熱性較差，鋼筋為其所包裹且有足夠的保護(hù)層厚度，在火災(zāi)中不致很快降低其強(qiáng)度而造成結(jié)構(gòu)的整體破壞，火災(zāi)造成的損傷一般限于混凝土表面，所以與鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐火性能較好。

　　四.整體性強(qiáng)

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)特別是現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有良好的整體性，故抗震能力好。這對(duì)于地震，風(fēng)浪等作用的建筑物有重要意義。

　　五.可模性好

　　鋼筋混凝土可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，澆筑成各種形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)。特別運(yùn)用于建造外形復(fù)雜新穎的大體積結(jié)構(gòu)和空間薄殼結(jié)構(gòu)等。這一點(diǎn)是鋼結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)沒有的。

　　2.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

　　一.自重大

　　二.抗震性差

　　三.施工費(fèi)工且受季節(jié)性影響

　　四.耗費(fèi)木料多

　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要耗費(fèi)大量模板用木材，此外其保溫隔熱與隔聲性能也較差。

　　五.地基及基礎(chǔ)

　　任何建筑物都建造在地層上，談到建筑就離不開地基。通常把直接承受建筑物荷載影響的那一部分稱為地基。如果地基軟弱，其承載能力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則需對(duì)地基進(jìn)行加固處理，稱為人工地基。

　　基礎(chǔ)是將建筑物承受的各種荷載傳遞到地基上的下部結(jié)構(gòu)。一般應(yīng)埋入下一定深度，進(jìn)入較好地層。

　　地基與基礎(chǔ)是建筑物的根本，統(tǒng)稱基礎(chǔ)工程。

　　世界著名的比薩斜塔，因地基縮層不均，排水緩慢，北側(cè)下沉1米多，南側(cè)下沉近3米。可見地基與基礎(chǔ)對(duì)于建筑物的重要性。