六种非常规的建筑结构体系

发布于：2019-09-06 17:47:06 来自：建筑结构/钢结构工程 [复制转发]

过去的60年里，我们见证了建筑技术和材料的巨大飞跃，也见证了仿生技术和建模软件的飞速发展。这一连串的成就也为建筑设计和施工领域打开了一个新世界的大门。

当前，建筑师们迎来了一个前所未有的机遇，他们可以尽情地放飞自我进行创造，而不用担心结构的限制。毕竟，如果没有现存的合适的结构，我们就自己设计一个出来。这也正是这么多年来我们一直在做的。

优秀的建筑设计需要非常规的结构进行辅助，因此越来越多的结构被设计出来、测试和试用。一旦某种结构第一次在实际运用中获得成功，它便被列入待选结构方案的列表之中，这也是我们现在得以用各式各样的结构体系来解决结构问题和各种跨度的建筑的可行性的原因。

本文为大家介绍一些非常规的建筑结构体系，没准在今后的设计中会派上用场。

1、树状/分枝式结构

这种结构主要是用树状的柱子来支撑建筑。柱子以最大的直径拔地而起，就是树干似的，然后在快要到达顶部的时候开始分枝，用以适应更大的结构跨度。这些柱子在大跨建筑和二层通高空间处使用较多。

克莱姆森大学建筑学院——南卡罗莱纳州，美国

建筑设计：Thomas Phifer and Partners；结构设计：SOM

WestendGate——法兰克福，德国

设计：Just Burgeff Architekten a3lab

The Tote——孟买，印度

设计：Serie Architects

2、堆叠式结构

这个结构系统立足于单个建筑体块的堆叠。如果你能将一个个单独的方盒子状建筑体块一个摞一个地叠在一起，并且考虑到各体块之间的平衡，那么它们就会形成一个坚固的结构，就像图片里的那样。

然而，在现实的建筑中，堆叠式结构依旧需要额外的支撑来保证结构的稳定性。毕竟，试想你在一个纸箱堆叠出来的结构上施加一个水平荷载，或者有一股强风吹来，这个结构就会倒塌。这些额外的结构支撑可以是混凝土结构或者钢结构的核心筒、钢骨架的框架或者悬臂。

栖息地67号——魁北克，加拿大

设计：Moshe Safdie

The Interlace（交织建筑）——新加坡

设计：OMA 和Ole Scheeren

3、壳结构

壳结构是用一个巨大的曲面来覆盖整个建筑，相比于它的长度和宽度，其厚度非常薄。壳体可以作为轻型结构的屋顶，也可以完整地覆盖整个建筑结构。壳体有一个或者多个与地面接触的部分，通过这些点，将其表面上的荷载传到地面。

Kresge礼堂——马萨诸塞州，美国

设计：Eero Saarinen

L’Oceanogràfic – 巴伦西亚，西班牙

设计：Félix Candela

4、折叠结构

折叠结构可以看做是壳结构的一种，不同的是它的“壳体”是折叠的而不是曲面，很像折纸。

折叠的板可以用来覆盖平面，相较于直线水平面板需要的结构加固更少。倾斜的折叠面板可以用来连接水平面板和竖直的梁，将荷载传递到支撑柱上，或者直接传递到地面上。

美国空军学院学员教堂——科罗拉多州，美国

设计：SOM设计团队中的Walter Netsch

横滨国际客运大楼——横滨，日本

设计：Foreign Office Architects

5、Weaire–Phelan多面体/气泡结构

从数学上讲，Weaire–Phelan是一个三维结构，代表了一种由大小一致的气泡组合而成的理想结构。简而言之，它是一种具有最小表面积的等体积结构。这种结构的代表作是北京的水立方，这里曾经举办了2008年北京奥运会的游泳和跳水项目。水立方游泳中心是轻型Weaire–Phelan空间钢框架结构，它为由ETFE这种透明塑料材质制成的充气气泡提供了几何外形。

北京国家国家游泳中心/水立方——北京，中国

设计：PTW Architects

6、张力结构

张力结构是由一系列处于张力状态而不是压缩状态下的元件组成的。张力结构的一个简单的例子是野营帐篷。当其所有组件、肌理、撑杆和绳索都处于完美的拉伸状态下的时候，帐篷就可以直立起来并且变得坚固。张力结构在大规模建筑上的应用采用了相同的原理，但是会增加更加先进和特殊处理过的组件来承受巨大的荷载，适应不同的结构环境情况。