什么是建筑结构,建筑结构如何影响工程质量。以下文章将为您提供关于建筑结构最全面的知识。如果您是刚毕业的建筑工程师,建议仔细阅读本文,相信它会对您未来的工作大有裨益。
1. 什么是建筑结构
结构是房屋或工程中相互连接的部件集合,负责接收、分配并将建筑的垂直和水平荷载传递至地基,并保护建筑免受温度、大气侵蚀等环境影响。建筑结构是建筑构件的结构力学基础。

“结”在汉字中意为打结、连接,“构”意为制作、创造或作品。结构或静力学(英语:statics,德语:Statik)在古希腊语中为statike (techne),意为平衡(艺术),或statikos意为带来平衡状态。建筑结构服务于建筑工程的计算与设计。它是建筑设计的工具,与建模理论和构件理论共同构成了建筑理论。
其内容包括计算建筑承重系统受外力作用产生的支撑力、内力和变形。除静力外,还有其他作用:温度变化、湿度收缩、徐变、支座变形。材料力学理论(例如弹性理论、塑性流动理论)也属于建筑结构范畴。建筑结构是建筑在极限状态(ULS)和正常使用极限状态(SLS)下进行设计的基础。
结构的发展史与人类社会的发展史紧密相连。从简单的砖石、木竹建筑,到如今的钢筋混凝土、钢材、复合材料建筑……人类走过了数千年的漫长道路。随着材料和建筑技术的进步,建筑规模也日益宏大。

2. 建筑结构的界限与概念
静力学、力学或结构力学等概念常被混用,并与数学、理论物理学相关联,而建筑结构或建筑结构力学旨在将力学或结构力学应用于建筑行业。因此,构建建筑承重系统和设计构件(确定所需尺寸、截面、钢筋用量等)被置于首位。
建筑结构工程师或建筑设计师——通常是建筑工程师而非建筑师——负责建筑设计工作。
建筑设计的最终成果是结构计算书和说明书,证明所选的承重系统满足强制性建筑标准。
建筑结构及结构力学最重要的基本要求是承重系统必须处于稳定平衡状态。建筑结构的一个重要部分是从复杂的建筑中建模出承重系统样本(行业术语称为“结构分解”),以便在合理的经济投入范围内进行计算。
建筑结构计算过程继续确定作用的外力(注:作者使用[外作用]一词代替荷载或外力,因为除了力因素——重力、风、地震等——外,还可能存在非力因素,如温度、强制变形等)。由此可以计算出构件中的内力。作用力将通过构件传递至建筑地基。
承重系统——建筑结构分为两类承重系统
杆系与桁架体系(杆件、梁、柱、框架)
面承重体系,包括板、壳、硬壳和薄膜
建筑结构承重体系的外作用(外力、荷载)必须注意包括:
重力
交通荷载
风荷载
使用荷载
水压力
土压力
地震作用
温度作用
强制位移
等。
动力荷载(碰撞、振动、震动、地震等)通常在进行建筑工程计算前,先换算为静力荷载。
建筑结构分类
按建筑材料分类
建筑结构可按建筑材料进行分类,由此也有不同的计算方法和设计流程:
– 砖石结构
– 木结构、竹结构
– 现浇混凝土结构及钢筋混凝土结构
– 钢结构及其他金属结构
– 复合材料结构
– 基础结构:土、石
– 玻璃结构
– 等。
按受力图式分类
– 静定结构
– 超静定结构
– 平面结构
– 空间结构
按施工方法分类
– 现浇整体式结构
– 装配式及半装配式结构
按工程类型分类:
房屋建筑结构:低层建筑、高层建筑、工业厂房等。
桥梁结构:简支梁桥、斜拉桥、悬索桥等。
隧道结构:人行隧道、山岭隧道、地铁等。

3. 建筑结构计算
结构计算理论基于近似假设,其中重要的是一阶、二阶、三阶理论。
一阶理论:在未变形的承重体系上计算力。这意味着忽略了荷载作用下承重体系的几何变形。只有当微小变形不影响计算结果时,才可采用此方法。当承重体系的稳定性可能受到影响时,必须考虑变形后承重体系几何形状的变化。此外,通常需要注意承重体系与设计几何形状之间的非预期偏差(例如柱的倾斜度)以及构件的初始变形(例如受压杆件的弯曲)。
二阶理论:构件的转动小到可以忽略不计。基于此假设,可以近似计算 sin φ = φ 和 cos φ = 1。
三阶理论:计算时考虑承重体系的转动。
当承重体系处于稳定状态时,特别是在计算钢、铝等薄壁材料时,计算人员必须针对此类破坏变形采用特殊的标准进行计算。
计算方法
基本计算方法:
力法
位移法
经典位移法
计算机计算法(有限元法 – FEM)












