全面了解結(jié)構(gòu)四大梁,！

欄目:工程預(yù)算時間:2020-09-04

一提起梁,，大家的第一印象或許就是一條直線，A到B的過程,，從祖先的一根過河獨木,，到現(xiàn)在的跨海大橋，AB之間的距離越來越大,，工程師的一生,，或許就是和跨（wan）越(ju)糾纏的一生。

總的來說,，跨越有兩種方法,，第一種就是依靠結(jié)構(gòu)的形態(tài)去承載，上凸形成壓力結(jié)構(gòu),，下凹形成拉力結(jié)構(gòu),，好比我們做平板支撐時，你的身體就是一根簡支梁,，當(dāng)你懷疑人生時不妨弓弓背或者索性肚皮貼地，此時你便輕松許多,。

▲ 形態(tài)承載

但很多時候,，空間、支座條件的限制以及教練的眼神讓我們只能平直的死撐,，這時候,，對于一根梁來說，下部拉伸,，上部壓縮,，中部不怎么拉壓偷懶的材料只會增加結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，不要也罷,。

▲梁的彎曲變形（下拉上壓）

所以跨度越大,，越需要把材料集中在外側(cè)，中間掏空形成桁架,、張弦梁等拉壓組合結(jié)構(gòu),。

▲空間結(jié)構(gòu)（通過拉壓抗彎）

對于中小尺度，為實現(xiàn)跨越,，一般采用增加截面高度,，改變截面形式的方法，其操作空間相對更大,，同時帶來不同的空間體驗,。下面小編嘗試按照不同材料的邏輯和大家簡單聊聊中小尺度（約20m以內(nèi)）下梁形式的一些可能變化,。

混凝土梁

對于平面比較規(guī)整的建筑，可采用預(yù)制混凝土梁,，細(xì)節(jié)的處理也會讓人眼前一亮,，東京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)研究院就是小編比較喜歡的一個例子，整個樓為清水混凝土構(gòu)造,。

▲東工大生命科學(xué)研究院

次梁采用預(yù)制T型簡支梁,，兩肋組成一個單元，端部局部放坡增加截面的抗剪能力,，與主框架梁脫開營造了一種天然吊頂?shù)募纫暩小?/p>

▲預(yù)制T形梁

▲角部精致處理

學(xué)校內(nèi)圖書館地下為書庫和閱覽室,，采用預(yù)制裝配式混凝土梁板，梁高800mm,，實現(xiàn)了閱覽室的大空間,。

▲預(yù)制裝配式混凝土梁板吊裝

預(yù)制梁截面呈特殊的S形狀，開槽與設(shè)備管線,、照明相結(jié)合,，實現(xiàn)了室內(nèi)無吊頂?shù)暮啙嵭Ч?/p>

▲預(yù)制S形混凝土梁的室內(nèi)效果

所以對于人工費比較高又想追求一些建筑效果的，預(yù)制次結(jié)構(gòu)是個不錯的選擇,。但有時候業(yè)主有錢任性,，怎么貴怎么酷炫怎么來，比如下面這個豪宅,。

▲Hemeroscopium House

Hemeroscopium house坐落于馬德里,，住宅建筑面積400平，于2008年完工,，工期僅有7天,，主要構(gòu)件均工廠預(yù)制現(xiàn)場組裝。

▲工廠制作V形柱

作為住宅,，Hemeroscopium House構(gòu)件尺度相當(dāng)大（高度約2.5m~3m）,，從而將層高消化在梁高范圍內(nèi)，除V型柱和部分桁架為鋼結(jié)構(gòu)外,，其余均為預(yù)制混凝土構(gòu)件,，截面為工字型以及槽型。

▲建造過程示意

▲頂部花崗巖

此時這些預(yù)制構(gòu)件既是梁又是柱,，最終竣工時候頂部壓了一個20噸重的花崗巖作為配重,，小編是難以想象地震來的時候的樣子，默默祝福這位業(yè)主吧,。

對于現(xiàn)澆混凝土梁來說,，常見形態(tài)有矩形、倒梯形，梁的高度通常為跨度的1/8~1/12左右,，在一些展覽館等高層高空間中,，有秩序的大梁結(jié)合側(cè)窗和天窗，帶來漫反射的光影變化,。

▲MUSAC Art Forum in León

矩形梁底凹槽可內(nèi)嵌一些燈帶,，同時視覺上也會感覺梁比較纖細(xì)，亦可作為吊頂,。

對于變截面梁,，結(jié)合彎矩的變選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 化，有時候可以嘗試“卡拉特拉瓦式”的風(fēng)格,，整個結(jié)構(gòu)的動感呼之欲出,，但這種做法比較適合規(guī)則的平面，否則模板工程的量也是巨大的,。

▲法國里昂火車站

▲倫敦金絲雀碼頭地下廣場

當(dāng)梁從單向過渡到交叉網(wǎng)格,，可以得到菱格紋或者井字的平面，梁的傳力也從單向到雙向,，梁的尺寸也可以適當(dāng)?shù)臏p小,。

▲米蘭文化藝術(shù)中心

▲Sheats House - John Lautner

鋼梁

相較于混凝土梁，鋼結(jié)構(gòu)梁的尺寸可以說小一圈,，常規(guī)截面高度為跨度的1/15~1/20左右,。

▲鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸估計

由于鋼材加工以及成型工藝比較方便，截面形式的選擇也多種多樣,，單一的多邊形,，組合截面，立面上也可依據(jù)彎矩需求改變截面高度,。

▲鋼梁橫截面及立面

對于一些雨棚等承受輕質(zhì)荷載的結(jié)構(gòu)，鋼片梁是個不錯的選擇,。

▲Gallery of Leaf-Structured Canopy SAM Architekten und Partner

▲雨棚制作過程

對原有鋼梁進(jìn)行幾何切割,，錯位焊接后便形成了蜂窩梁，不同的切割方法帶來不一樣的韻律,，還是原來的材料,，局部掏空中部效率低的材料，轉(zhuǎn)化為截面高度,，既提高了抗彎能力又方便了機(jī)電管線的穿過,。但由于削弱了腹板，其穩(wěn)定性值得關(guān)注,。

▲蜂窩梁制作及樣式

▲芝加哥機(jī)場

金貝爾美術(shù)新館中,，將鋼梁一分二，中間采用系桿連接，與柱子的關(guān)系也不同于常規(guī)的平接,，格構(gòu)化的構(gòu)建思路使整個建筑看上去十分的輕質(zhì),。

▲金貝爾新館

結(jié)合結(jié)構(gòu)的受力特性，鋼梁截面高度的變化以及外露的節(jié)點,，一般人看到都會感受到結(jié)構(gòu)之美,。

▲諾丁漢大學(xué)游泳館

▲鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點

木梁

梁起源于木，古時候人們采用原木,，現(xiàn)在大多都是集成木材,，原木干燥后的收縮率約為3%，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)大多采用現(xiàn)代工藝加工的規(guī)格材和工程木材料,，比如膠合木,，CLT交錯層積材等。這些材料的強(qiáng)度,、耐久性,、穩(wěn)定性、環(huán)保性,、經(jīng)濟(jì)性都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于一般木材,。

▲集成材料與原木對比

木梁的形式大多為單梁或者雙梁并聯(lián)的組合形式，可在雙梁之間設(shè)置一些燈槽等裝置,，平面上也可采用不同形式的編織方案,。

▲Neudorf sports hall

妹島和世做的鬼石多目演藝廳采用當(dāng)?shù)氐纳寄荆蹴敯?，只露?70的高度,，看上去木梁只是裝飾，其實截面由端部到跨中不斷加大,，符合簡支梁的彎矩變化,。

▲鬼石多目演藝廳

▲木梁斷面

由于木材不能像鋼結(jié)構(gòu)那樣焊接或者混凝土那樣整體澆筑在一起，所以節(jié)點基本都為鉸接,，令人心動的一個當(dāng)代木結(jié)構(gòu)要數(shù)位于蘇黎世的Tamedia辦公大樓（Tamedia Office Building, Zurich /2013）,，節(jié)點不依靠金屬部件，而完全用木栓來銜接木梁和其他木結(jié)構(gòu),。

▲Tamedia辦公大樓

為了建造Tamedia大樓,，結(jié)構(gòu)工程師首先對房屋架構(gòu)中所要使用的木材進(jìn)行了必要厚度的計算。然后在此基礎(chǔ)之上又多加了4厘米,，以備萬一發(fā)生火災(zāi)時,，來保護(hù)木材內(nèi)層。

▲鋼木節(jié)點

現(xiàn)在大部分木結(jié)構(gòu)節(jié)點多采用鋼木節(jié)點,，利用鋼的可塑性與強(qiáng)度,，在木結(jié)構(gòu)的節(jié)點處起到點睛之筆,。

玻璃梁

一說到玻璃，我們第一反應(yīng)就是“脆”,，沒有延性,，對邊界條件比較敏感。先看一組玻璃和鋼材的數(shù)據(jù)比較,，基本的力學(xué)性能都打了三折,。所以目前來說玻璃這種材料是不大適合做結(jié)構(gòu)的，但,，誰讓他好看呢,，所以用到玻璃都是靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計也增大安全冗余度,。