皮埃尔·奈尔维-飞机库 Aircraft hangar

皮埃尔·奈尔维 Pier Luigi Nervi

皮埃尔·奈尔维-飞机库 Aircraft hangar
Aircraft hangar, Orvieto, Italy, 1935. © Mario Carrieri.
皮埃尔·奈尔维-飞机库 Aircraft hangar
结构设计 荷载传递
荷载传递
图源 Curt Siegel 《 Structure and Form in Modern Architecture 》

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。

这是一个悬臂构件的形状,结实地固定在基础上,上端承受一个变动方向的侧向荷载。结构由静重引起的推力方向决定扶壁设计的重心风力的变动影响将扶壁改变成为一个倒形。

最后,奈尔维设计的扶壁形状也可以用下述三者的关系来表达:荷载,由力学原理确定的力的分布和设计的施工可能性。如果忽略其他因素而只考虑力学即力的最后方向,那么扶壁的内肢就显得太陡了。为什么这样还难以了解。不过,在全部荷载作用下,力的方向并不是影响设计的唯一因素在拱顶未就位前,施工时力的方向也很重要。 这时,必须防止扶壁向内倾倒。这就是选用这个特殊形式的原因。

皮埃尔·奈尔维-飞机库 Aircraft hangar
 平面图 © Pier Luigi Nervi
平面图 © Pier Luigi Nervi
 Laborious and Difficult:" Pier Luigi Nervi's Hangars for the Italian Air Force, 1936-42
图源: Laborious and Difficult:” Pier Luigi Nervi’s Hangars for the Italian Air Force, 1936-42
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