中小学教育资源及组卷应用平台 第1节 建筑结构与功能 考点一、建筑结构及其分类 1.结构 (1)定义：组成事物的各个部分之间的有序搭配和空间排列。这一概念涵盖广泛，无论是自然界的物质，还是人类创造的产物，都存在特定结构。 (2)不同结构 ①蜘蛛网的结构：属于自然界结构。它由放射状的丝和螺旋状的丝有序搭配组成。放射状丝起到支撑框架的作用，螺旋状丝则用于捕捉昆虫。这种结构使蜘蛛网在保证强度的同时，能以最小的材料消耗实现最大的覆盖面积，高效发挥捕食功能。 ②C 的分子结构：是化学领域的分子结构。C 分子形似足球，由60个碳原子组成，这些碳原子通过共价键相互连接，形成了独特的球形多面体结构。这种结构赋予C 0分子特殊的物理和化学性质，比如具有良好的超导性、光学性质等，在材料科学、医学等多领域中有潜在的应用价值。 ③中国国家馆(现中华艺术宫)的结构：是人类建筑领域的结构。其造型独特，采用了层层出挑的斗拱结构元素，这些构件有序排列。从功能上，这种结构不仅展现了中国传统建筑文化特色，还在力学上实现了稳定承载，同时为建筑外观营造出宏伟壮观的视觉效果，兼具文化传承与实用功能。 2.建筑结构分类 建筑工程能够很好地体现结构与功能的关系。建筑结构的分类多种多样。依据受力情况，建筑结构一般可以分为框架结构、壳体结构和实体结构等。 (1)框架结构 ①定义：以刚性的杆作为梁和柱组成的结构。刚性的杆按一定的规则在空间排布，支撑空间而不充满空间，共同承受所受的力。 ②典型实例：钱塘江大桥，作为我国首座自行设计和建造的铁路、公路两用双层桥，是典型的框架结构桁架梁桥。其利用框架结构的特性，合理分布受力，保障桥梁承载能力和稳定性。 ③应用领域：在房屋建造中，常见的多层及高层建筑常采用框架结构，可灵活分隔室内空间；在桥梁工程里，像钱塘江大桥这样的桁架梁桥是典型应用；在航空工业中，飞机的机身框架等部分也会采用框架结构原理，以满足强度和轻量化需求。 ④使用材料：涵盖木材，如一些传统木结构房屋；金属，像钢结构桥梁和建筑中常用的钢材；塑料，在一些对重量、成本等有特殊要求的小型结构或模型制作中会用到。 (2)壳体结构 ①定义与构成：壳体结构是指层状的结构，由若干块薄板组成，薄板做成具有曲面轮廓的外形。这种结构外观造型轻巧优雅，常见于建筑、工业产品等设计中。 ②受力特性：其拱形曲面能将外力均匀分散至结构体各处。如同蛋壳，虽薄却能承受较大压力，通过力的分散机制，使结构具备良好的承载能力，坚固耐用。 ③优点： a.用料少：利用高效受力方式，在满足强度要求下，可减少材料用量，降低成本，符合资源节约理念。 b.跨度大：能实现较大空间跨度，适用于体育馆、剧院等大空间建筑，无需过多内部支撑即可维持结构稳定。 ④应用实例：国家大剧院的屋顶是典型壳体结构。此设计有效减轻屋顶自重，减少场地中间立柱，创造出开阔内部空间，兼顾美观与实用功能。 (3)实体结构 ①定义：实体结构是指结构体本身是实心的结构，利用自身来承受力，承受的力分布在整个实体上。 ②常见实例：桥墩，承受桥梁上部结构传来的荷载；房屋基座，支撑房屋整体重量；雕塑基座，稳固雕塑防止倾倒；城墙，抵御外敌、承受自身重力及外部冲击。 ③材料：多采用石头、混凝土等坚固、抗压性强的材料，打造实心结构，确保结构稳固性和承载能力。 建筑都有它特定的架构形态，以体现它的结构特性。一个较复杂的结构由许多不同的部分组成，这些组成部分通常称为构件。建筑是由建筑材料按一定规则组成的受力结构体系，各个部分(如梁、柱等)相互联结成为一个整体，起着承受外力(又称荷载)的作用，并将其传递到基座。 典例1：在结构设计中，往往根据需求采用不同的结构类型。下列有 ... ...
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