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了解结构初步

结构是指物体由构成它的各种部件之间形成的有机整体。在现代工程学中，结构的概念被广泛应用于建筑物、桥梁、塔楼、机器等领域。结构设计的核心问题是在物理机制理论的指导下，利用各种材料和构件的组合，将物体组织成满足强度、刚度、稳定性、耐久性、美观等综合要求的整体。

结构的种类

第一种：框架结构

框架结构是由各个构件之间通过铰接连接的，以形成某些维度上可能发生变形的各个平面单元。因为这种结构的可变形性更强，所以常常被应用于地震等突发自然灾害发生的地方。

第二种：拱式结构

拱式结构是指以曲线型路线作为载荷的各种力，以及对此的扭力来达到对外部力的支撑。相对于钢筋混凝土这样的材料楼板来说，拱式结构更加优秀抗压能力高、支撑力度强。

第三种：悬索结构

悬索结构的特点是由于整座建筑物都需用某些重力来源进行支撑，而悬索的支撑线性理论上可以大幅度地减小这些支撑处的裂缝和破裂程度。

结构的设计原则

第一点：结构的确定性原则

这一原则主要可以通过对物体整体构造进行分析和测试，将物体整体静力学/动力学的机理系统地加以分析。因此，在在结构设计的过程中一定要以系统理论为基础，化整为零的对系统局部进行考量。

第二点：稳定原则

物体在运动过程中会因为各种因素而产生动态不稳定，而结构设计则要着眼于处理这些问题。在这一原则中，还包含了平衡状态与不平衡状态等方面的一些问题。这些都需要结构设计师具备处理问题的技能与技巧。

第三点：耐久性原则

这一原则是关于另一个很重要的问题，即物体结构是否能够经受得住各种气候、环境的长时间作用。 一些形式的物理化学改变，以及内部结构的变形过程，也需要在设计过程中有所考虑。

结构系统的分类

第一种：框架系统

框架系统主要是一个庞大物体结构系统的基础，此系统中各处相互连接，经过充分计算，实现物体结构整体的平衡。

第二种：网构系统

网构系统主要是由一系列杆件组成的具有固定支撑点的系统。该系统可以用于多个方向的力的支撑，因此用于如长桥等大型结构设计毫无难度。

第三种：板壳结构

这一系统主要是由板状结构构成的，不同的板的上下都有一定的空隙。板壳体它通常是由几个薄片组成，能够通过几种不同的集中负载分散应力。因此，在建于陆地上方的高级建筑物的搭建任务中，板壳结构能够提供更好的承载性能。

结构计算的方法

第一种：静力学计算方法

本方法不考虑任何动力因素，只关注系统的静态外力载荷的分布，因而可用于各种涉及静态载荷分布分析的设计上。

第二种：弹性受力计算方法

通过计算载荷添加到一个满足条件的系统上的弹性量，得到载荷的应变程度，然后再根据这些应变程度进行各种稳定性分析。

第三种：弹塑性受力计算方法

弹塑性受力计算方法通常主要是应对一些有动态和物质变形的物体，根据过去的一些试验和理论模型，将之输入到模型计算中进行分析，判断目标物体的可行性。 结构作为工程学中最重要的领域之一，它不仅仅是建筑物的支柱，更是这些庞大物体在经过了精心构造后能够站立的最重要原因。因此，在今后的时代中，依然需要我们探索更多的结构形式、更安全的结构设计。让结构设计在工程学领域中发挥出更多的作用，为社会的发展做贡献。