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既然三角形是世界上最稳固的结构,为什么建筑不都做成金字塔的样子呢? 第1页

  

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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。(图片来源:steelconstruction.info/


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。

如果您感兴趣的话,还可以猛戳:

最后,大家来看看知乎日报的评论水平。

看来他们的水平,真的是比我不知道高到哪里去了。


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稳是稳,空间利用效率低了。




  

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