“简单”的索
2016-07-29
建筑技艺 2016年5期
索,如此简单
在波士顿结构组(Boston Structures Group)著的《形与力》(Form and Forces)一书中,开篇就介绍悬索桥的设计,这有点古怪——多数结构教材都是从比较简单的简支梁受力或框架结构开始写起的,而悬索结构则往往作为高阶知识放在最后。从结构体系的普及性来看,悬索结构确实是比较新的高技体系;但如果我们从结构构件的受力特点出发,会发现索恐怕是受力最简单的构件,没有之一。波士顿结构组的排序相当睿智。
构件的受力大致可分为受压、受拉、受剪、受弯等。通常来讲,结构构件往往需要一定的硬度,一旦将有硬度的构件置于受力方向及受力组合相对复杂的条件下,就有可能造成一个构件同时发生多种受力的情况。即便在被认为是“最简单”的简支梁结构中,梁身也是同时受弯和受剪的;而在桁架结构中,尽管所有杆件都是单纯受压或受拉的,但由于二力刚杆同时具备受压和受拉的能力,这也使得桁架杆的受力判定在应试中成了一道经典的难题和许多建筑师学生时代的梦魇。
在常见的结构构件中,唯一的例外就是“索”:它在自然状态下松弛没有硬度,这使得索只有在张拉绷紧的时候才能获得硬度,所以它有别于一切其他具备自身硬度的构件——它只能受拉。当一类构件只能发生一种受力时,我们也就完全不必去判断其在结构体系中的受力了,从认知顺序看来,那当然是最初步的和最简单的。不仅如此,在结构设计的启发性训练中,只要能令结构中的索保持张拉,那么结构也就必然成立。……
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