高层建筑下面楼层是否需要承受其以上所有楼层的总重力?
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高层建筑下面楼层是否需要承受其以上所有楼层的总重力? 高层建筑中,下面的楼层是不是要承受它以上所有楼层的总重力?普通结构一般都是这样的。 一根梁,是在一个力的场中发生的突然收缩。一根柱子,是一个漩涡点,它将一池荷载拽向自己。墙变成柱子的延伸,一种抽象的纵波。墙和柱的作用就像重力的捷径。梁像是蹦床线,而楼板则是承受荷载流动中的隐藏模式的水库。——塞西尔·巴尔蒙德《异规》普通结构 普通结构一般都是这样的。就像巴尔蒙德老师所说的,每层的水平荷载就像池塘,横梁就像水渠,将这些水导向柱子。整个竖向体系可以类比成一条大河,每个楼层处汇入一条支流,越往下游,水流越大,最终汇入大海。同样,柱子在每个楼层处都增加一个楼层的荷载,越往下,柱子承担的重力荷载越大,最终,柱子将这些荷载导入大地。 普通建筑的示意图,绿色为重力荷载在水平楼面的传递,蓝色为重力荷载沿着柱墙向下流动的路线。比如,每层每跨的重力荷载是2,楼面梁两个端头传递给柱子的重力荷载为1。边柱最上面受力为1,往下每层递增1;中柱最上面受力为2,往下每层递增2。总的重力荷载为54,最终通过柱子汇入大地。 当然,由于种种原因,很多结构并没有选择这种最普通的解决方案。在日本,很多高层采用了巨型框架体系。这种体系可以理解成一个五斗橱,然后在每个抽屉格子里塞进一个小建筑。 巨型框架的示意,玫红色为巨型框架的荷载流线。结构尺寸、荷载跟上面普通结构一样,只不过改成了巨型框架。深色部分是巨型框架主结构,浅色部分是次结构。就像一个两层的巨型架子,每层各自放了一个小房子。 位于东京的东日本国铁大厦就是一个典型的巨型框架,光看外表就能看得出来。横向分了两列格子,竖向分了三排格子。 如果花钱无所谓,要的就是高端大气上档次,那可以试一下改进版的巨型框架。 小房子不是放在架子上,而是倒着吊挂在架子上。对于小房子,下面的楼层的柱子受力反而最小,上面楼层的柱子受力反而比较大,所有次结构的柱子在重力荷载下都承受拉力。 香港汇丰银行就是个不差钱的例子。这张夜景照片尤为明显,发红光的部分就是巨型框架的横梁,发白光的大柱子的就是巨型框架的大柱子。中间的部分就是赛进格子里面吊挂着的小房子。(左边中国银行的桁架筒体结构也非常明显。)文艺结构 想要大跨度出挑,想要一层完全通透,没问题,我们可以把建筑做成斜拉桥。对于这
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