2017二建建筑工程知識(shí):懸掛式建筑的概述
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屋頂或各樓層懸掛在立柱(井筒、塔架)上的建筑,又稱懸吊式建筑。這種建筑的特點(diǎn)是用分散的鋼索和吊桿承擔(dān)屋頂和樓板的重量,充分發(fā)揮鋼材的力學(xué)性能,因而可增大結(jié)構(gòu)跨度和減少材料用量,并可使建筑的形式富于變化。1837年建造的法國(guó)洛里恩軍械庫(kù),已采用了懸掛結(jié)構(gòu)屋頂。20世紀(jì)50年代以后,隨著鋼材強(qiáng)度的提高和結(jié)構(gòu)力學(xué)理論的發(fā)展,懸掛式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用逐漸廣泛,既用于單層建筑,也可用于高層建筑。動(dòng)物的窠就是它們的“房屋”。有些會(huì)飛的動(dòng)物,像鳥類和昆蟲,它們的“房屋”有些是懸掛起來的:一種鷦鷯造的鳥巢,像只茶壺一樣掛在樹枝上,蜂巢常常掛林屋檐下或樹枝上。每當(dāng)冬天樹葉落盡以后,經(jīng)常能看到樹枝上掛著一只只像紡錘或橄欖形的小東西,那是昆蟲的窩。這些鳥類和昆蟲住在懸掛著的房屋內(nèi),目的是為了安全,使其他動(dòng)物不容易接近它們、傷害它們,而它們自己能夠飛來飛去,進(jìn)進(jìn)出出還是很方便的。
人類從開始建造房屋以來,房屋總是造在地面上的,從最初的低矮的、用樹枝搭成的棚窩,直到現(xiàn)代的高數(shù)十層以至上百層的高樓大廈都是一樣。只有極少數(shù)在熱帶森林中某些原始部落的房屋,還建造在大樹上。雖然是造在高高的樹上,卻是把房屋擱在幾根粗大的樹枝之間,沒有把整座房屋吊掛在樹上,他們住在樹上也同樣是為了安全。似乎從來沒有人會(huì)想到把房屋掛起來,因?yàn)轼B和昆蟲到底都很小很輕,它們的“房屋”也不重,連同身體的分量,最重的加起來也不會(huì)超過幾千克,而人們居住和工作的房屋,比它要重幾萬倍以上,所以就不會(huì)想到將房屋懸掛起來。如果有人對(duì)你說,能夠把20多層的大樓懸掛起來,你一定不會(huì)相信,以為他在開玩笑。可是,懸掛起來的大樓確實(shí)已有不少建筑起來了。
能夠想象得到,要把人們居住的房屋懸掛起來,比起一只小小的蜂房或者鳥窠來,不知要困難多少倍。房屋的份量是那么重,用什么東西來掛?掛在什么地方?都是難以想象的。輕輕的鳥窠可以掛在樹枝上,樹枝和樹干是足夠牢固的,一棵大樹就是掛上100只鳥窠,對(duì)它也不會(huì)有什么影響。人住在房屋呢,當(dāng)然不能掛在樹上,再粗的樹技也承受不了。
懸掛人住的房屋的那棵“大樹”,實(shí)際上是一座堅(jiān)固的高塔,在塔的頂部伸出成對(duì)的橫梁或支架,那就等于是樹枝,在橫梁上再掛起房屋來。為了使這種建筑容易平衡穩(wěn)定,大多是掛上成對(duì)的房屋,像一個(gè)人挑水一樣,挑兩桶水要比只挑一桶水容易平衡,兩桶水的重心正好在人的肩上。懸掛式建筑大多設(shè)計(jì)成對(duì)稱的形式,讓重心位置在中心的塔上,建筑就穩(wěn)定了。
德國(guó)的巴伐利亞動(dòng)力公司的大樓,就是由4座圓柱形的建筑,對(duì)稱地掛在中間的高塔上。中間的塔有25層高,掛著4座各20層高的圓柱形大樓,是各用一組粗大的鋼索吊掛在從中間塔頂上伸出的挑梁支架上,就像掛著4只燈籠一般。整個(gè)建筑物都是用鋼筋混凝土建造。
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