为什么建筑不都做成金字塔的样子呢？

2015-10-21 12:09| 发布者: ccbuild| 查看: 459| 评论: 0

摘要: 前几天我们实验室一位同学的室友来帮我们扎钢筋，她是学心理学的，扎钢筋的时候她就问我，「既然说三角形最稳固，为什么我们的建筑里很少看到三角形呢？」「你看我们正在扎的钢筋笼子，看上去是一个一 ...

前几天我们实验室一位同学的室友来帮我们扎钢筋，她是学心理学的，扎钢筋的时候她就问我，「既然说三角形最稳固，为什么我们的建筑里很少看到三角形呢？」

「你看我们正在扎的钢筋笼子，看上去是一个一个的矩形，对吧？」

「对啊对啊。」

「你看这两条边是不是直角三角形的两个直角边？」

「是啊。那这个三角形的斜边在哪里呢？」

「我们说这是钢筋混凝土结构，现在我们有了钢筋了，混凝土在哪里呢？」

「好像是扎完钢筋笼，再浇筑混凝土，把钢筋浇筑在混凝土里面？」

「没错，所以里面的混凝土凝固之后就是这个斜边。」

「每一个矩形都是吗？」

「是的。看上去我们是在扎一个一个的矩形，其实等混凝土凝固之后，这都是一个一个的三角形。」

也许在您看来，房子是这样的，四四方方，没有任何三角形。

后来您偶然知道，原来里面是有钢筋的。不过还是没有三角形啊？

可是在我这样的结构工程师眼里，房子其实是这样的。

密密麻麻的全是三角形。

PS

一根混凝土梁，纵筋和箍筋组成矩形网格；上面站一个人，这个人的重量到底是怎么传递到两端的支座的呢？

混凝土梁本身就是拉压杆组成的桁架模型。假设站在上面的人的重量是100，那梁底部的纵向钢筋需要多少呢？需要至少能承受200的拉力。箍筋需要多少呢？需要至少能承受50的拉力。混凝土的厚度和强度需要多少呢？中间顶部的混凝土需要承受150的压力，斜45度方向的混凝土需要承受70.71的压力。

不仅仅是钢筋混凝土梁，钢结构的梁也同样如此。

大跨度的钢结构梁通常要带有竖向加劲肋，这些竖向加劲肋和上下翼缘组成了腹板的矩形网格。

如果梁是钢结构的，同样也是三角形组成的桁架模型。在钢结构梁的抗剪计算中，如果竖向加劲肋的间距不是太大，完全可以考虑对角线方向的 TFA （Tension field action）对抗剪承载力的贡献。

回答二：calss,无

我觉得这其实是一个很好的问题。不过问法可以改成，为什么金字塔形并不是被建筑所广泛采用的原形。如果严肃地看待这个问题的话，我认为可以从建筑史的角度来考虑。

Marc-Antoine Laugier在他讨论建筑理论的论文《Essai sur l'architecture》中，用法国画家Charles Eisen所绘制的Primitive Hut这张插画来定义建筑，所有的建筑都源自三种最原始的元素，柱子（column）、檐部（entablature）和山墙（pediment）。这幅插画被后人所诠释为，一个女人（有可能是拟人化的建筑本体）告诉小孩儿（有可能是建筑师），这个小木屋才是建筑的本质。

The little rustic cabin that I have just described, is the model upon which all the magnificences of architecture have been imagined.

Laugier认为人们对建筑最原始的要求仅仅是为了遮风避雨而已，所以柱子能够产生空间，让人住进去而不至于被埋在里面，而上端的木条则起到支撑、遮蔽和使雨水滑下来的作用。三角形的稳定性产生了山墙，这这也是为什么很多古典建筑的上端都是三角结构的。在当时的语境看，Laugier的论述是反巴洛克的，而随后也影响了新古典主义。

而在建筑随后的发展中，山墙部分逐渐消失，由柱子所构成的下部空间成为主角，并强调垂直性则是因为建筑背后的另外两个原形的作用：针和球。针，意味着建筑的象征意义，例如方尖碑；而球，则意味着建筑的容纳能力，也就是容积率。然而金字塔形与这两种基本原形是矛盾的。

山墙的消失，主要由于现代主义建筑的影响，柯布提出的五原则其中的roof garden使得人们开始重新思考屋顶与城市环境的关系。这也是为什么会有部分倒金字塔形的建筑会出现，因为它提供了大量的屋顶平台，如UC San Diego的Geisel图书馆（也是《盗梦空间》里的原形）。虽然后现代主义的作品中，山墙又卷土重来，如文丘里的母亲之宅和Philip Johnson的The Sony Building（formerly AT&T building），但仅作为二维上对frontality的重新强调。

The Sony Building

“三角形作为一种稳定结构”这个观念其实在建筑学上有一定影响，如路易康后期在对塔楼和城市关系的思考中，不仅受到日本新陈代谢运动的影响，还从三角形中寻求结构原形，以及Archigram对plug-in city的结构原形的思考。在此，金字塔的嵌套（提高容积率）和结构的稳定性成为了新陈代谢学派下城市建筑学中最优的形态。