作者：猪小宝
来源：知乎
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？」
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。
我觉得这其实是一个很好的问题。不过问法可以改成，为什么金字塔形并不是被建筑所广泛采用的原形。如果严肃地看待这个问题的话，我认为可以从建筑史的角度来考虑。
Laugier认为人们对建筑最原始的要求仅仅是为了遮风避雨而已，所以柱子能够产生空间，让人住进去而不至于被埋在里面，而上端的木条则起到支撑、遮蔽和使雨水滑下来的作用。三角形的稳定性产生了山墙，这这也是为什么很多古典建筑的上端都是三角结构的。在当时的语境看，Laugier的论述是反巴洛克的，而随后也影响了新古典主义。
而在建筑随后的发展中，山墙部分逐渐消失，由柱子所构成的下部空间成为主角，并强调垂直性则是因为建筑背后的另外两个原形的作用：针和球。针，意味着建筑的象征意义，例如方尖碑；而球，则意味着建筑的容纳能力，也就是容积率。然而金字塔形与这两种基本原形是矛盾的。
山墙的消失，主要由于现代主义建筑的影响，柯布提出的五原则其中的roof garden使得人们开始重新思考屋顶与城市环境的关系。这也是为什么会有部分倒金字塔形的建筑会出现，因为它提供了大量的屋顶平台，如UC San Diego的Geisel图书馆（也是《盗梦空间》里的原形）。虽然后现代主义的作品中，山墙又卷土重来，如文丘里的母亲之宅和Philip Johnson的The Sony Building（formerly AT&T building），但仅作为二维上对frontality的重新强调。
The Sony Building
“三角形作为一种稳定结构”这个观念其实在建筑学上有一定影响，如路易康后期在对塔楼和城市关系的思考中，不仅受到日本新陈代谢运动的影响，还从三角形中寻求结构原形，以及Archigram对plug-in city的结构原形的思考。在此，金字塔的嵌套（提高容积率）和结构的稳定性成为了新陈代谢学派下城市建筑学中最优的形态。
Louis Kahn and Anne Tyng, City Tower (Philadelphia: 1956-57)
The Plug-In City / Peter Cook, Archigram
不过金字塔/倒金字塔形的建筑也不是没有，现在大多作为娱乐作用。我认为之所以存在的绝大多数金字塔建筑的功能是剧院或宗教，主要是因为内部空间的仪式性。
Walter Pryamid (formerly Long Beach Pyramid), Long Beach, California
或是拉高的，具有象征性意义的摩天楼。
Ryugyong Hotel, Pyongyang, North Korea
现实生活中的建筑之所以没有采取四面体（或题主所说的三角形）的结构，主要还是因为实际荷载所决定的。
设想一个四面体和一个长方体，在水平倾覆荷载下（比如用手去推），长方体易倒而四面体不易倒。在竖向自重荷载下，二者都不易倒。这一点没有异议吧？
那么现在回到现实中来：
现实中，建筑受到的荷载一般有水平向的风荷载、地震力和竖向的自重荷载。在大小上看，竖向自重荷载>地震力>>风荷载。所以一般的建筑是按照竖向自重和水平地震荷载来进行结构设计的。在现有技术水平下，是能够做到把建筑做成非四面体的形状而不被水平地震力所破坏的。而建筑外形要满足经济上的、美观上的多种要求，所以没必要做成四面体的形状。相反，做成四面体还有不少缺点，一来容积率低，二来结构上效率不高。
倘若我们所居住的地球发生地震的能量强度不是6~9级，而是16~19级，那么地震发生时，估计其它形状的建筑都得倒塌。人们只有乖乖的把所有建筑都设计成金字塔的形状，还是高度很小、底盘很大的那种金字塔。
建筑三要素是实用、坚固、美观
【1】空间利用率是一方面（大家都说过了）
【2】利用三角形的稳固性可以有多种方式，不是说一定要整体外形要是三角形啊喂！
你看，不是把桥建成一个三脚架，而是在主梁上运用了很多小三角钢架，一来是镂空结构轻便；二来也透风能减少横向风的作用。看下图，一个立方体在很多地方用了三角形的稳定性。对比两个总体体积相似的建筑，立方体式的更适合人类（生产、生活、施工等等）
比如这两框架，利用尺寸材料的优势可以弥补结构上的劣势。
举个例子，用扑克且不能用任何其他粘合剂堆房子，你也就只能运用大量三角形搭两三层高，而且一敲桌子吹口气就倒了；你要能使用透明胶带，那你就可以多堆几层了；你要把扑克换成更厚更硬的卡纸，这个小构造物还能承受点压力了；你要换成一块块铁片，还准焊接，你就爱怎么来怎么来了
正是材料的发展与运用才使得我们不像以前那么受结构的影响，才使得我们按照我们的喜好，对建筑物功能和美学上的追求任性起来。
既然是这样，那咱们把建筑构件做成三角形就得了，三角形还可以推出无限可能呢。这答案旨在举个例子告诉题主用三角形构建出来的并不就是三角体、金字塔。
30 St Mary Axe by Foster & Partners
给大家展示下天津高银117大厦的三角形～～
然而你在外面什么都看不出来呀
一，目前建设城市最大的成本是地价，不是结构。这个比例的数字有10:1左右，要分情况。
二，节地是因为城市人口密度大，人们需要挤一挤，通过建高层来省出连片的开敞空间供市民共享。
三，因此，三角形底面积大，容量小，结构上多此一举，底层中心内部不能采自然光，所以不实用。但为了追求形态，仍可以看到梯形建筑。
四，此外，前面有人提到方形柱梁结构内部钢筋是三角网，讲的很好。
当前的主流建筑材料就是钢筋混凝土，
题主认为的三角形是整体结构的三角形，要知道混凝土只能抗压力，钢筋只能抗剪切力，一条贯通整个建筑的斜向钢筋混凝土柱子基本上既不抗压力也不抗剪力，，，，做成三角形，接点是刚性接点也不合适，弹性铰接点也不合适，总之这在建筑学科本身是不需要多研究的问题了。
0人已收藏
0人已打赏
免费0人已点赞
分享
回帖成功
经验值 +10
全部回复（64 ）
只看楼主 我来说两句-
张叁疯
沙发
学习中，谢谢楼主！
2016-06-25 11:03:25
赞同0
-
设计小兵
板凳
三角形平面底盘占地面积大，内部空间实用性不高是致命因素，施工也不方便
2016-06-25 10:27:25
赞同0
加载更多回复 举报
回复 举报