Structural Systems in ArchitectureA

Structural Systems in Architecture
Any building is a defiance of gravity. Since earliest times, architects have tackled the challenge of erecting a roof over empty space, setting walls upright, and having the whole stand secure. Their solutions have depended upon the materials they had available, for, as we shall see, certain materials are better suited than others to a particular structural system. There are two basic families of structural systems: the shell system and the skeleton-and-skin system.

In the shell system one building material provides both structural support and sheathing (outside covering). Buildings made of brick or stone or adobe fall into this category, and so do older (pre-19th-century) wood buildings constructed of heavy timbers, the most obvious example being the log cabin. The structural material comprises the walls and roof, marks the boundary between inside and outside, and is visible as the exterior surface. Shell construction prevailed until the 19th century, when it began to fall out of favor. Today, however, the development of strong cast materials, including many plastics, has brought renewed interest in shell structures.

Page 283
The skeleton-and-skin system might be compared to the human body, which has a rigid bony skeleton to support its basic frame and a more fragile skin for sheathing. We find it in modern skyscrapers, with their steel frames (skeletons) supporting the structure and a sheathing (skin) of glass or some other light material. Also, most houses today—at least in the United States—are built with a skeleton of wood beams nailed together, topped with a sheathing of light wood boards, shingles, aluminum siding, or the like. Skeleton-and-skin construction is largely a product of the Industrial Revolution; not until the mid–19th century could steel for beams or metal nails be manufactured in practical quantities.

Two factors that must be considered in any structural system are weight and tensile strength. Walls must support the weight of the roof, and lower stories must support the weight of upper stories. In other words, all the weight of the building must somehow be carried safely to the ground. You can get a sense of this if you imagine your own body as a structural member. Suppose you are lying flat on your back, your body held rigid. You are going to be lifted high in the air, to become a “roof.” First you are lifted by four people: One supports you under the shoulders, one under the buttocks, one holds your arms extended above your head, another holds your feet. Because your weight is therefore channeled down through four vertical people to the ground, you can hold yourself horizontally with some ease. Next you are lifted by two people, one holding your shoulders, another your feet. A lot of your weight is concentrated in the center of your body, which is unsupported, so eventually you sag in the middle and fall to the floor. Then you are lifted by one person, who holds you at the center of your back. The weight at both ends of your body has nowhere to go, nothing to carry it to the ground, and you sag at both ends.

Tensile strength refers to the amount of tensile (stretching) stress a material can withstand before it bends or breaks. As applied to architecture, it especially concerns the ability of a material to span horizontal distances without continuous support from below. Returning to the analogy of the body, imagine you are made not of flesh and blood but of strong plastic or metal. Regardless of how you are held up in the air, you can stay rigid and horizontal, because you have great tensile strength.

If you keep these images in mind, you may find it easier to understand the various structural systems we shall consider below. They are introduced here in roughly the chronological order in which they were developed. As was mentioned earlier, all will be of the shell type until the 19th century.

النتائج (العربية) 1:

النظم الهيكلية في الهندسة المعماريةأي بناء تحدي الجاذبية. وقد تناول المهندسين المعماريين منذ العصور الأولى، التحدي المتمثل في إقامة سقف فوق المساحة الفارغة، ووضع الجدران تستقيم، ولها كلها تقف آمنة. قد يتوقف حلولها على المواد التي كانت متاحة، وكما سنرى، مواد معينة أكثر ملاءمة من غيرها لنظام هيكلي معين. هناك اثنين من الأسر الأساسية للنظم الهيكلية: نظام شل ونظام الهيكل العظمى والجلد.في شل ومواد بناء نظام واحد يوفر الدعم الهيكلي والألواح الخشبية (خارج التغطية). المباني المصنوعة من الطوب أو الحجر أو أدوبي تندرج تحت هذه الفئة، وكذلك المباني الخشبية القديمة (ما قبل القرن التاسع عشر) مبنية من الأخشاب الثقيلة، المثال الأكثر وضوحاً ويجري المقصورة سجل. المواد الهيكلية يتألف من جدران وسقف وعلامات الحدود بين الداخل والخارج، وتظهر على السطح الخارجي. وسادت shell البناء حتى القرن التاسع عشر، عندما بدأ في الانخفاض من صالح. اليوم، ومع ذلك، وضع مواد المدلى بها قوية، بما في ذلك العديد من المواد البلاستيكية، جلبت الاهتمام المتجدد بهياكل شل.الصفحة 283يمكن مقارنة نظام الهيكل العظمى والجلد للجسم البشري، والتي لها هيكل عظمى جامدة لدعم الإطار الأساسي الخاص به وجلد أكثر هشاشة للألواح الخشبية. نجد في ناطحات السحاب الحديثة، مع تلك الأطر الفولاذية (الهياكل العظمية) دعم الهيكل والألواح الخشبية (الجلد) من الزجاج أو بعض المواد الخفيفة الأخرى. كما أن معظم المنازل اليوم – على الأقل في الولايات المتحدة – يتم بناؤها مع هيكل عظمى خشب الحزم مسمر معا، وتصدرت مع بالألواح الخشبية من لوحات الخشب الخفيفة، والألواح، والألومنيوم انحياز، أو ما شابه. بناء الهيكل العظمى والجلد إلى حد كبير نتاج للثورة الصناعية؛ لا حتى منتصف – 19th القرن يمكن الصلب للحزم أو مسامير معدنية تصنيعها في كميات العملية.اثنين من العوامل التي يجب مراعاتها في أي نظام الهيكلية هي الوزن وقوة الشد. يجب دعم الجدران وزن السقف، ويجب أن تدعم قصص أقل وزن قصص العلوي. وبعبارة أخرى، كل ثقل المبنى على نحو ما يتعين بأمان على الأرض. يمكنك الحصول على إحساس بهذا إذا كنت أتصور الهيئة الخاصة بك كعضو في هيكلية. افترض أن قمت الاستلقاء على ظهرك، عقدت الهيئة الخاصة بك جامدة. كنت تنوي أن ترفع عاليا في الهواء، لتصبح "سقف". أولاً عليك رفع بأربعة أشخاص: واحد يدعم لك تحت الكتفين، واحدة تحت الأرداف، واحد يحمل ذراعيك مدد فوق راسك، وآخر يحمل قدميك. لأن ذلك هو توجيه وزنك أسفل من خلال أربعة أشخاص عمودي على الأرض، يمكنك إجراء نفسك أفقياً بكل سهولة بعض. التالي يمكنك رفع من شخصين، واحد عقد كتفيك، آخر قدميك. الكثير من الوزن يتركز في وسط الجسم، وغير معتمد، في نهاية المطاف حتى يمكنك تبلد في الوسط وتقع على الأرض. ثم يمكنك رفع شخص واحد يحمل لك في مركز الخاصة بك مرة أخرى. الوزن في كلا طرفي الجسم مكان تذهب إليه، ليس لأنها تحمل على الأرض، وكنت تبلد في كلا طرفي.قوة الشد يشير إلى مقدار الشد الإجهاد (تمتد) مادة يمكن أن تحمل قبل أن ينحني أو فواصل. كما يطبق على الهندسة المعمارية، يتعلق الأمر خاصة قدرة مادية على تمتد المسافات الأفقية دون الدعم المستمر من أسفل. وبالعودة إلى تشبيه الجسم، تخيل أنت تصنع ليس من لحم ودم ولكن قوي من البلاستيك أو المعدن. بغض النظر عن كيف يتم عقد في الهواء، يمكنك البقاء جامدة والأفقي، لأنك تملك قوة الشد كبيرة.إذا كنت تحتفظ بهذه الصور في الذهن، فقد تجد أنه من الأسهل لفهم مختلف النظم الهيكلية وسننظر فيما يلي. يتم عرضها هنا تقريبا بالترتيب الزمني الذي وضعت. كما ذكر من قبل، كلها سوف تكون من نوع شل حتى القرن التاسع عشر.

النتائج (العربية) 2:

نظم الهيكلية في العمارة
أي مبنى هو تحد الجاذبية. منذ أقدم العصور، وقد تناول المهندسين المعماريين التحدي المتمثل في إقامة وجود سقف فوق مساحة فارغة، ووضع الجدران تستقيم، وبعد الموقف كله أمنا. ويعتمد حلولها على المواد المتاحة لها، ل، كما سنرى، بعض المواد أكثر ملاءمة من غيرها إلى نظام هيكلي خاص. هناك عائلتين الأساسية لنظم الهيكلية: نظام قذيفة ونظام الهيكل العظمي والجلد في توفر نظام قذيفة المواد مبنى واحد على حد سواء الدعم الهيكلي وتغليف (خارج تغطية). المباني المصنوعة من الطوب أو الحجر أو الطوب اللبن وتندرج تحت هذه الفئة، وهكذا تفعل أقدم المباني (قبل 19 قرن) الخشب مصنوعة من الأخشاب الثقيلة، والمثال الأكثر وضوحا كونها كوخ خشبي. وتشمل المواد الهيكلية الجدران والسقف، والحد الفاصل بين الداخل والخارج، وغير مرئية كما أن السطح الخارجي. ساد البناء قذيفة حتى القرن ال19، عندما بدأت في الانخفاض من صالح. اليوم، ومع ذلك، فقد وجهت تطوير مواد يلقي قوية، بما في ذلك العديد من البلاستيك، اهتماما متجددا في الهياكل قذيفة. صفحة 283 يمكن مقارنة نظام الهيكل العظمي والجلد لجسم الإنسان، والتي لديها هيكل عظمي صلب للدعم الذي يقدمه الأساسية الإطار والجلد أكثر هشاشة لتغليف. نجد أنه في ناطحات السحاب الحديثة، مع الهياكل الفولاذية الخاصة (هياكل عظمية) دعم هيكل وتغليف (الجلد) من الزجاج أو بعض المواد الخفيفة الأخرى. أيضا، معظم المنازل اليوم على الأقل في الولايات المتحدة ويتم بناؤها مع هيكل عظمي من عوارض خشبية مسمر معا، وتصدرت مع تغليف لوحات الخشب الخفيف، القوباء المنطقية، وانحياز الألومنيوم، أو ما شابه ذلك. بناء الهيكل العظمي والجلد هو إلى حد كبير نتاج الثورة الصناعية؛ لم يكن حتى يمكن تصنيعها في منتصف القرن 19 الصلب لأشعة أو المسامير المعدنية بكميات العملية. اثنين من العوامل التي يجب أخذها بعين الاعتبار في أي نظام هيكلي والوزن وقوة الشد. يجب جدران دعم وزن السقف، وقصص الدنيا يجب أن يدعم وزن الطوابق العليا. وبعبارة أخرى، يجب بطريقة أو بأخرى أن يتم كل الوزن من المبنى بسلام إلى الأرض. يمكنك الحصول على شعور من هذا إذا كنت تصور الهيئة الخاصة بك كعضو الهيكلي. لنفترض انك الاستلقاء على ظهرك، عقد جسمك جامدة. كنت على وشك أن يرفع عاليا في الهواء، لتصبح الأولى ترفع لك من قبل أربعة أشخاص "سقف".: واحد يدعم لك تحت الكتفين، واحدة تحت الأرداف واحد يحمل مدد ذراعيك فوق رأسك، يحمل آخر الخاصة بك أقدام. لأنه بالتالي توجيهها وزنك باستمرار من خلال أربعة أشخاص رأسي على الأرض، يمكنك اجراء نفسك أفقيا مع بعض سهولة. التالي ترفع لك من قبل شخصين، واحد عقد كتفيك، وآخر قدميك. وهناك الكثير من وزنك يتركز في وسط الجسم، وهو غير معتمد، وذلك في نهاية المطاف كنت تبلد في الوسط ويسقط على الأرض. ثم يتم رفع لك من قبل شخص واحد، الذي يحمل لك في وسط ظهرك. الوزن على طرفي الجسم لديه مكان يذهب إليه، ولا شيء لحملها على الأرض، وأنت تبلد في كلا الجانبين. قوة الشد يشير إلى مقدار الشد (التمدد) يؤكد مادة يمكن أن تصمد أمام ينحني أو فواصل. كما هو مطبق في الهندسة المعمارية، وخاصة تتعلق بقدرة مادة تمتد لمسافات أفقية من دون الدعم المستمر من أسفل. وبالعودة إلى تشبيه الجسم، تخيل ما الذي جعلك لا من لحم ودم ولكن من البلاستيك القوي أو المعدن. بغض النظر عن كيفية عقد لكم في الهواء، يمكنك البقاء جامدة والأفقي، لأن لديك كبيرة قوة الشد. اذا واصلتم هذه الصور في الاعتبار، قد تجد أنه من الأسهل فهم مختلف النظم الهيكلية سننظر أدناه. يتم عرضه من هنا تقريبا في الترتيب الزمني التي تم تطويرها. كما ذكر سابقا، كل سيكون من نوع قذيفة حتى القرن ال19.

النتائج (العربية) 3:

النظم الهيكلية في هندسة معمارية
أي مبنى هو تحدي الجاذبية.منذ أقدم العصور، والمهندسين المعماريين واجهنا التحديات نصب سقف فوق مساحة فارغة، ووضع جدران رأسي، و بعد كل موقف أمنا.هذه الحلول التي تعتمد على المواد المتاحة لها، كما سنرى،بعض المواد التي هي أكثر ملاءمة من غيرها إلى نظام هيكلي معين.هناك اثنين من الأسر الأساسية للنظم الإنشائية: شل و نظام الهيكل العظمي والجلد

في شل النظام مواد البناء يقدم كل الدعم الهيكلي لتغليف (خارج تغطية).مبان مصنوعة من الطوب أو الحجر أو الطين تقع ضمن هذه الفئة،و كذلك كبار السن (pre-19th-century) المباني الخشبية مصنوعة من الأخشاب الثقيلة، والمثال الأكثر وضوحا على ذلك هو كوخ خشبي.وتشمل المواد الهيكلية الجدران والسقف، علامات الحدود بين الداخل و الخارج، و هي ظاهرة السطح الخارجي.شل البناء سائدة حتى القرن التاسع عشر، عندما بدأ ينخفض عن المعروف.اليوم، ومع ذلك،تنمية قوية الزهر والمواد بما في ذلك العديد من البلاستيك أدى إلى تجدد الاهتمام في تراكيب صدفة

صفحة 283
الهيكل العظمي والجلد قد يكون النظام بالمقارنة مع جسم الإنسان، وقد صلب هيكل عظمي دعم الإطار الأساسي أكثر هشاشة الجلد لتغليف.نجد أنه في ناطحات السحاب الحديثة،مع إطارات من الصلب (الهياكل العظمية) دعم هيكل لتغليف (الجلد) من الزجاج أو بعض المواد الأخرى الخفيفة.أيضا، فإن معظم المنازل اليوم على الأقل في الولايات المتحدة تقوم بعدد قليل من ألواح خشبية مسمر معا، وتصدرت مع لتغليف الضوء الخشب ألواح، ألواح الألومنيوم انحياز، أو ما شابه ذلك.هيكل عظمي وجلد البناء هو إلى حد كبير نتاج الثورة الصناعية، ليس قبل منتصف القرن التاسع عشر – أن الصلب الحزم أو مسامير معدنية تصنيعها بكميات العملية

اثنين من العوامل التي يجب النظر فيها في أي نظام الهيكلية هي الوزن و الشد.الجدران يجب أن تدعم وزن السقف، وانخفاض القصص يجب أن تدعم وزن الجزء العلوي من القصص.وبعبارة أخرى، كل ثقل المبنى يجب بطريقة ما أن يتم بأمان على الأرض.يمكنك الحصول على شعور من هذا إذا كنت تخيل جسدك كعضو الهيكلية.لنفترض كنت الاستلقاء على ظهرك، عقد جسمك جامد.كنت على وشك أن يرفع عاليا في الهواء، أن تصبح "سقف" أولا كنت رفعت من قبل أربعة أشخاص: واحد يدعم أنت تحت الكتفين،واحد تحت الأرداف، واحد يحمل مددت ذراعيك فوق رأسك، آخر يحمل قدميك.لأن الوزن الخاص بك ومن ثم توجيهها إلى أسفل من خلال أربعة أشخاص عمودي على الأرض، يمكن أن تعقد نفسك أفقيا مع سهولة.ثم انت رفعت من قبل شخصين يحمل أحدهما كتفيك، وآخر قدميك.الكثير من وزنك تتركز في وسط جسمكوهو معتمد، حتى في نهاية المطاف كنت تبلد في الشرق و تسقط على الأرض.ثم انت رفعت من قبل شخص واحد، الذي يحمل لك في وسط ظهركالوزن في كلا الجانبين من الجسم لديه مكان يذهبون إليه، ليس لتنفيذ ذلك على أرض الواقع، و هل تبلد عند كلا الطرفين.

الشد يشير إلى مقدار الشد (الإمتداد) في التشديد على مواد يمكن ان يصمد قبل أن ينحني أو فواصل.كما قدّمت إلى الهندسة المعمارية، خصوصا أنه يتعلق قدرة مادية على مدى المسافات الأفقية دون الدعم المتواصل من أدناه.وبالعودة إلى القياس على الجسم، تخيل انت ليس من لحم ودم ولكن قوية من البلاستيك او المعدن.بغض النظر عن كيف تجري في الهواء، أنت يمكن أن تبقى جامدة و الأفقي، بسبب قوة الشد رائع

إذا كنت تضع في اعتبارها هذه الصور، قد تجد أنه من الأسهل فهم النظم الهيكلية المختلفة وسوف نستعرض أدناه.يتم عرضها هنا تقريبا في الترتيب الزمني التي نشأت فيها.وكما ذكر من قبل، وسوف يكون كل نوع القذيفة حتى القرن التاسع عشر.