Page 76 - 建筑结构设计理论及实践研究

Theoretical and Practical Research on Architectural Structural Design
建筑结构设计理论及实践研究

在风和地震作用下不致产生过大的变形，又做到结构设计经济实用。刚是立足之
本，必要的刚度不能少，如此方能使结构或结构构件的变形控制在一定范围之内；
柔是护身之法，结构或构件的刚度总会是有限的，要以柔克刚，提高消化和转换
内力的能力，刚柔相济是一种理想的“模糊概念”。刚柔相济是使结构具备合适

的刚度，既要保证变形在容许范围内，又要经济合理。刚柔相济是结构设计的要
求，也必然是结构设计师永远的追求。
刚柔相济思想是一种理想的“模糊概念”，现实中往往不是想刚就能刚，想
柔就能柔的，每种结构本身的材料各不相同，且每种结构所处的环境不同，所受

的外力更难统一定性，所以结构设计师要多思考、多体会、多运用刚柔相济理论，
从概念的角度去做好结构设计。
（三）刚度理论与结构的力学模型
结构工程师们所遇到的工程结构及其构件是很复杂的，完全按照结构的实际

情况进行力学分析是不可能的，对工程设计而言也是不必要的，因此对实际结构
进行力学计算分析以前，必须对其加以简化，略去不必要的细节，显示其特点，
用一个简化的图形来替代实际结构，这个简化的图形就是结构的计算简图。
结构静力学的位移法也就是刚度法，把实际的结构抽象为数学模型（计算简

图）是结构分析的第一步。计算简图的确定是结构分析的基础，是工程设计不可
或缺的一个阶段。结构的计算分析，需要对复杂结构各部分之间的联系进行合理
的简化，找出决定联系的主要因素。决定联系的主要因素就是结构各部分的刚度
的比值，即结构的各部分的相对刚度。超静定结构的受力状态取决于各部分的相

对刚度，计算简化来源于刚度的简化，（相对刚度大的部分简化为无限大刚度，
相对刚度小的部分简化为零刚度），利用相对刚度的概念、线刚度及线刚度比的
概念，可以定量确定各种简化条件，并在不同条件下确定相应的计算力学模型。
对于结构工程设计而言，应用刚度理论对实际结构进行简化，确定合理的计

算简图，这只是一个方面，另一个方面在通过简化并选定计算简图之后，还必须
采用适当的设计构造措施和施工措施，使所设计的结构体现出计算简图的要求，
反映出计算模型的实际情况。这一点是至关重要的。
在工程结构设计的精度范围之内，可以这样认为，如果与某梁相连的其他杆

件的总刚度比这根梁大很多（如 4 倍或 4 倍以上），则该梁端部可视为完全固结，
如果相连杆件的总刚度比这根梁小一半以上，则此梁的转动约束很小，可近似看

·64·