主应力轨迹线 Principal stresses Trajectories

主应力概念 主应力:某一点上的法向应力(Normal force),即只有轴向应力,没有剪切应力。 主应力方向连成的线为主应力轨迹线,分为主拉应力轨迹线和主压应力轨迹线两种,主拉应力和主压应力两条轨迹线在相交的点的切线是互相垂直的。 主应力的思想无论从概念上还是计算上,都比 “结构截面”作用的假想模型要复杂得多, 但是主应力轨迹线比弯矩图和剪力图能更清楚地描述结构是如何作用的。对于不能抵抗有效拉力的材料,如混凝土,主应力路径表明薄弱点在哪,哪里需要抗拉钢筋。 从梁到墙板...

弧型壳体

圆柱形壳体象折板结构一样,圆柱形壳体在自然界也有一些相应的东西,例如, 草梗和竹竿的封闭圆管在工程技术中也有所运用。但是,圆柱体的切开部分是壳体结构的基本型,是一个房屋的原件,既未被其他工程技术也未被自然界所用。只是在过去二、三十年中被建筑师们承认了它的重要性。 弧段壳体除曲率之外,与拱的常见形式和拱的力学原理没有共同之处,它完全是一种新的东西。为了不用数学工具而能理解它的作用,我们用纸做的模型说明。一张纸一般完全不能抗弯,如果把它卷起来,它就变得挺硬。再将它放开,在与纸筒反向等分,折成几个部分,就得到一系列相当强的弧段壳体。重荷载下它们就向两侧摊开而塌落。如果两端用硬纸板粘住就维持了壳体的形状并增大了它的强度。 如果按照分析折板结构的方式分析圆柱形壳体的作用,我们再次分辨出三个基本的作用: 1.曲面在横向的作用 首先,假设用一系列平行的平板条组成的一个折板来代替壳体。如果再假设这些板条在横向有相当大的抗弯强度,就象在折板结构中所说明的一样,均布荷载将集中在折线处,这里折线的作用就好象一般的支座。 2.曲面在纵向的作用 在折线处的集中荷载可以分解成在相邻板条面上的分力。这些分力表示作用在板条上的反力。此时板条的作用就好象跨在纵向上的简支梁。由于这个体系是不对称的,例如,在A-B线两边的简支梁所承受的荷载很明显地是不一样的。因此,这两个受不等荷载的梁在A-B边的变形趋向是不同的。然而,由于跨过A-B边的板是连续的,这两根梁对变形趋向必定互相约束,因此,沿着A-B边的实际变形一定是这两种趋向的折衷值。结果是在A-B边上的应力主要成为切应力,薄壳是足足能够抵抗这类应力的。 现在如果设想使板条变得越来越窄,这样就得到一个标志真正壳体的连续曲线不难看出,正常的壳体作用和已经阐述过的折板作用是基本上没有什么差别的。上述的切应力 对两者都发挥重要的作用。...

折板结构

折板结构是个新的东西,不属于历史的形式,在日常用品中只有折叠屏风和手风琴的风箱使人联想到类似的原理,少数植物生长有肋状主脉或扇形叶片。在自然界其他地方还很少看到与折板相似的结构物。因此;难以用历史上的或自然界的类似物体来说明这个概念,一些理论性介绍还是无法避免的,最好是用一系列的模型实验来说明问题。 一张纸由于没有一点弯曲强度,搁在两块板边之间就会掉下来。如果将这张纸沿着它的跨度方向打成许多平行的折,象手风琴的风箱那样,就有了强度。这种形状的纸足能承受百倍于其自重的分量。 如果荷重增大到突变点,这个结构就由于折页下坍。有一个简单的方法可制止折页的坍坏,即在纸张的两端用一条硬纸板加强,这张折叠的纸就能承受更大的荷重这是假定加劲搁在支座上面,在折板结构中这类横向加劲板非常重要。 纸模型的性能和足尺结构物相符。但是,必须增强材料的弯曲强度,这就是要同时能抗拉、抗压、抗剪。在理论上,没有理由不用木材。但是,在实践中,很难制造大块的木板,同时板脊和板谷的细部设计太复杂。因此,至今相当少的折板结构是木制的。由于钢和铝的强度高,所用的戴面薄,对于制造折板结构所需要的大尺寸的板,可能会有发生局部屈服的危险,除非采用特制的双层板。在这方面的发展还仅仅是个开端。所以,目前只用钢筋混凝土制造折板结构,它是较理想的材料。 为了易于分析,折板的作用可以分为三部分: 1.左横向,折线之间板的作用 在横向,折板的作用象一个带褶的连续钢筋混凝土板。它横跨一系列一高一低的支点。可以假定那些就是板的支点,因为上面板脊和下面板谷的折角具有加劲作用。 2.在纵向,平行于折线的板所起的作用...

马亚的桥梁 Robert maillart Bridge

马亚 Robert Maillart 马亚在瑞士建造的桥梁,包括一些现代工程中最优美的例子。它们是完善的技术形式经过艺术提炼的模范。值得令人注意的是马亚的成就在业余艺术界比在工程界更多地获得赞许。然而那种偶然试图站在建筑师们的一边,把马亚仅仅介绍为一个艺术家是相当错误的。没有人会承认一个普通的工程师能够创造这样的美。他肯定是一个伟大的艺术家,甚至他自己也未意识到这一点。如果拿他的桥梁之一和一些构成主义者的绘画作品相对照,则单就表象来看可能具有相似的想象。此外没有任何共同之处。这样对照不会使我们更为理解马亚,也不会加深对他的成就的欣赏。 马亚是一个天才的工程师,但不是艺术家型的,他也从不认为自己是艺术家。他的创造才能和设计中对经济有把握的感觉是无可争论的。他可能把设计中的经济直率地和良好价值及简化施工等同起来了。至少,这是曾认识他的一些人的意见。 一生中他受到不少有名工程师的猛烈攻击。他的严肃性曾被质问,他自称为一个回避严密结构理论的“简单化者”。在一定范围内可能是对的,因为他不去计较所谓的“准确”然而繁琐的计算方法。他宁愿粗略,然而透彻的简化。他喜欢静定的简单体系。而这个对简化的喜爱正是他的力量泉源,使他成为真正的设计师。如果说马亚的作品来之于艺术冲动,那是错误的。他的相貌和书法都否定这一点。我们应当设法去了解他的作品特别是他设计的桥,应当从他的个性和他的思想方法、工作态度去认识他的庐山面目,而不是你喜欢他应该是怎样的一个人物。 不从美学评价开始,让我们看看他设计的桥。我们相当简单地问:那是什么?为什么那样?什么目的?在这些非凡吸引人的结构的下面含有那些力学原理?力学原理和外形之间有些什么关系?设计者是怎样求得这个答案的?只有这样我们将为美学评价铺平道路,将发现,通过对这些结构的作用方式的了解,会加深我们的洞察和对它们的美的欣赏。 桥面系统和支承的拱 首先将桥的结构按功能分成两部分。从桥梁的预定目的着眼,桥面系统比较重要。桥面必须与交通路线密切配合。如无其他的阻碍,桥面应当是平坦笔直的,因为它主要是公路的一部分,还不是桥的一部分。为了使路面系统越过深谷,须有一个支承结构,即事实上的桥。这两个单元,即桥面系统和支承的拱融合为一个整体。...

皮埃尔·奈尔维-飞机库 Aircraft hangar

皮埃尔·奈尔维 Pier Luigi Nervi 拱和刚架的区别 一个刚架的强度有赖于截面的弯曲刚度。一个拱顶,壳体或悬索有赖于它的形状。如果有了正确的形状,即使截面的刚度不足,一个拱顶可以竖立起来。拱本身支承荷载,悬索在刚强支座之间下垂,如果选用了正确的形状,两者都不产生弯曲应力。这个极简单的说明也许可以引起对拱和刚架的区别的注意。 由于拱只有很小的或完全没有弯曲刚度拱就不能象两铰刚架那样形成一个刚性角,因此拱不能将弯矩传递到支座上去。没有刚性的转角结点又不能将弯矩传递到支座上去,向下收缩的V形就失去意义。在拱的起拱点产生的推力主要是斜向的,其方向大约与拱的曲线相切。扶壁必须抵挡这些斜向推力。这就是设计中的主导因素。 在这种飞机库结构中,主要的荷载为静荷载和风荷载。由竖向荷载决定拱的形状。如果是倒转的拱则接近悬链或悬索的形状,由竖向荷载分解成拱肋中的正向压力,不产生弯曲应力。竖向荷载决定拱的主要尺寸,因而承受竖向荷载是经济的。同时,绝不能忽略风力的作用。在高层建筑中,风的影响可能起决定性作用。风力是不对称的,忽左忽右地轮流作用着。因此它经常改变正向力和推力的大小和方向,由竖向荷载单独引起传到扶壁的推力和由静荷载与风荷载共同引起的极限值。扶壁必须能适应这些推力的方向变化。最后得出的形状是倒向收缩的V形支座。...

形式与结构︱菲尔米尼集合住宅

楼板支承在分隔居住单元的承重墙上。如果承重墙一直到地,则有用的空间将不能得到充分利用,而且缺乏观赏趣味。因为在底层墙体的全部截面是超过结构上的需要的,因此勒·柯布西埃将墙体缩减成为一系列倾斜片,向内倾斜和向外倾斜相间。这样他开畅了高楼的底层。 结构垂直于长轴是对称的,从而向外倾的支座彼此相拉而向内倾斜的彼此相挤。所有的支承构件共同抵抗横向风力,起一个空间刚架的作用。这里向内倾斜片和向外倾斜片相间证明了结构上的用处。如果这些片一个方向倾斜的话,对竖向对称荷载是完全可以的,一旦荷线不对称就不稳定了。在一对墙体之间引进一个能承受剪力的水平构件或把墙体下端与基础固定,这样就可以取得必要的横向刚度。

形式与结构︱马赛公寓 Unite d’Habitation

在底层上面有一层全部专为布置水平方向供给装置的设备层,框架的截面是特殊的空心形用来装置竖向的管道。透视图可以明了这所建筑的设备装置系统。此图也清楚地表达了支承框架的形式。 竖向荷载集中在框架腿之上,部分荷载是直接传递的,部分是由纵向大梁间接传来的。框架的作用也是由风力和结构横向稳定而确定的。从风载弯矩图和腿的V形上再次表明共同的起源。 因为这样的房屋荷载是很重的,难以将框架下端设计成真正的铰。用这样大的荷载由固定端的钢筋混凝土框架承受比较容易。支柱底部即使减到最小尺寸,依然很宽,这样一定的固定作用是不可避免的。 马赛公寓表明高层建筑底层框架的设计是如何由风力来确定的。在两铰框架中将立柱收缩是很自然的。建筑越高,收缩就越突出地做为横向稳定性的表现。

《中华人民共和国土地管理法》修正案

2019年8月26日,十三届全国人大常委会第十二次会议审议通过《中华人民共和国土地管理法》修正案,自2020年1月1日起施行。 ——–主要修正内容——– 01 农村集体经营性建设用地可入市 新《土地管理法》删除了原法第43条关于“任何单位和个人进行建设,需要使用土地,必须使用国有土地”的规定。 允许农村集体经营性建设用地在符合规划、依法登记,通过出让、出租等方式交由集体经济组织以外的单位或者个人直接使用。同时,使用者取得集体经营性建设用地使用权后还可以转让、互换或者抵押。 这一规定是重大的制度突破,它结束了多年来农村集体建设用地不能与国有建设用地同权同价同等入市的二元体制。 02...

马歇尔·布劳耶 Marcel Breuer

1902-1981 Marcel Breuer Digital Archive 早年兴趣:布劳耶出生于匈牙利佩奇市,父亲是一位医生。他从小喜爱绘画和雕塑,18岁时获得奖学金前往维也纳艺术学院学习,但因设计思想激进,仅待了5个星期便离开,进入建筑事务所实习。 包豪斯学习:1920年,布劳耶来到德国,成为包豪斯学校的第一期学生。在包豪斯期间,他结识了瓦尔特·格罗皮乌斯、密斯·凡·德罗、勒·柯布西耶等设计大师,并受到表现主义、“风格派”和构成主义等多种先锋艺术观念的影响。1924年毕业后,他留校任教至1928年,成为当时众多设计大师中最年轻的一位。 柏林时期:1928年,布劳耶在柏林开设了自己的事务所。...

结构设计︱联合国教科文组织总部大楼

联合国教科文组织总部大楼 UNESCO Headquarters 设计时间:1955-1958年 建筑设计:马歇尔·布劳耶 Marcel Breuer(咨询团队:格罗皮乌斯、柯布西耶、马克利厄斯和罗杰斯等) 结构设计:皮埃尔·奈尔维...