[分享]三角形十分稳固,为什么建筑不都做成金字塔的样子呢?

发表于2018-05-24     976人浏览     1人跟帖     总热度:112  

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?」
三角形十分稳固,为什么建筑不都做成金字塔的样子呢?_1
「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。」
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「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?」
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「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。」
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也许在您看来,房子是这样的,四四方方,没有任何三角形。
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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?
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可是在我这样的结构工程师眼里,房子其实是这样的。
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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两端的支座的呢?
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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。
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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。
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。

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  • 奖励于 2018-05-24 22:19:39

 发表于2018-05-24   |  只看该作者      

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没有基础知识,可不能随意异想天开

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