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发表于 2021-3-14 19:20:31
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看见好多人都在聊柱子的事情，之前看到一篇文章，分享一下。有兴趣的可以去看下全文，配有图片，图太多我就不转过来了。没必要一味的否定某种设计。。
题目：细柱的建筑表达和结构实现
来自 知网
作者：杨笑天，周健
摘要：建筑中的柱子兼具建筑表现和结构受力的双重作用,是建筑-结构一体化设计的关键元素.细柱作为柱子表现的重要形式之一,追求柱子的精致设计,极致纤细,为建筑师和结构工程师带来了更大的挑战.分析采用细柱手法的经典案例,归纳了实现细柱设计的数种方法及建筑表达和结构实现的要点,说明了建筑和结构设计相融合的重要性.
关键词：建筑-结构一体化 细柱 建筑表现 结构设计
DOI：CNKI:SUN:JZJY.0.2019-06-012
年份：2019
建筑中的柱子兼具有建筑表现和结构受力的作用。细柱作为柱子表现的重要形式之一，追求柱子的精致设计、极致纤细，为建筑师和结构工程师带来了更大的挑战。
图片
勒·柯布西耶在1926年左右提出的 “新建筑五点”，对现代主义建筑产生了深远影响。其中的第一条便是“首层架空、以柱子支承” (Support of ground-level pilotis, elevating the building from the earth and allowing the garden to be extended to space beneath.)。柱子是需要建筑师和结构师精心设计的关键元素之一。
1 柱子的表现形式
随着工程材料和技术的发展，建筑不再依赖粗重而密布的石柱支承荷载。经过建筑师和工程师不断地探索、尝试和和创新，柱子的设计形态出现了三种分化。
一、追求柱子断面纤细轻巧的效果，即细柱(细长柱)。细柱结构的关键问题是受压稳定问题，其材料强度不能充分发挥。欧拉稳定临界应力是细柱难以突破的极限。
二、追求柱子数量少，将柱子“凝聚”成少而粗的巨柱。巨柱形象厚重，富于气势，其结构一般不存在稳定问题，材料强度得到较充分的发挥。因此，柱身设计更加自由，其截面不局限于方形和圆形，可以塑造出各种特色截面。
以皮埃尔·奈尔维设计的都灵工人文化宫为例，巨大的柱子和放射状钢梁组成一个个撑开的伞。每把“雨伞”是一个独立的单元，撑起十分开阔的内部空间(柱间距38m x38m)，巨柱下段断面为十字形，上段渐变收小为圆形，呈现出一种粗犷、挺拔的形象。
三、将柱子几何“离散”成若干个分枝，拓扑演化形成分叉或编织，统称为“树形柱”或“分叉柱”。树形柱将荷载传递由一点变为多点、支承覆盖范围大，提供了更多的传力路径。树形柱分支能够减小屋盖结构的跨度，有利于形成更大跨度的空间。
以上海浦东机场T2航站楼为例，建筑采用了Y形斜柱支承的张弦梁屋盖结构，创造出轻盈、活泼的超大空间。两级分叉的树形柱有效地减小了屋盖张弦梁的跨度，提升了建筑室内净高。设计师对树形柱构件和节点细节做了精细的处理，建筑-结构一体化设计使得结构成为建筑表达的亮点。
2 细柱的实现方法
对于柱子设计形态的第一种分类—细柱，为了追求柱子的精致设计、极致纤细，建筑师和结构工程师共同迎接挑战。下面简要分析了采用细柱手法的若干经典案例，归纳了实现细柱设计的数种方法。
轻型的荷载
细柱在结构压力作用下容易发生失稳破坏。为了防止失稳，首先需减小柱子的轴压力，即减轻单柱所承受的压力荷载。
妹岛和世+西泽立卫于2009 年设计的蛇形画廊(Serpentine Gallery)，展区由细细的柱子支撑着蜿蜒连续的铝板，铝板反射树木、地面和天空的映像，与周围环境形成呼应。
画廊中细柱仅承受一层轻质屋面(铝板)的重量，其荷载仅大约相当于普通混凝土楼面恒活荷载的1/20，约等于一般建筑轻质屋面恒活荷载的1/5。且蛇形画廊属于临时建筑，在其使用期间遭遇大风和地震的概率极小，设计时几乎不考虑水平作用力，因此其柱子比普通建筑的柱纤细很多。
加密的布置
为了防止细柱失稳，另一种减小柱子轴力的方法是加密柱子布置，进而减轻每根柱所承受的压力荷载。妹岛和世在早期的公园咖啡厅设计中，曾采用1.5米x1.5米的小柱网来实现细柱设计。
在大型建筑中，加密柱子可能导致空间局促且凌乱，因此在设计中并不常见。比较成功的案例有赫尔佐格和德梅隆设计的波尔多大西洋体育场（Stade Matmut-Atlantique）。
波尔多大西洋体育场由纤细而密布的柱子支撑起屋顶。纯白色的密柱如同明亮的光线或水滴渲泄而下，将体育场巨大的矩形体块感消解于无形，营造出一个充满活力的空间。柱子细密的线条同时也促成了建筑开放的立面表现。
在结构设计方面，建筑共有644根圆钢管柱。看台下方的柱子承受较大压力，截面较大；而建筑外围柱子密布，且由于屋盖内侧悬挑，导致外围柱子仅承受拉力或很小的压力，柱子可设计得非常纤细。
柱高最大高度约37米，其长径比最大达40，显得格外细长。此外，由于法国当地地震作用小、体育场采用轻质简洁的屋面，每根柱分摊的轴力和弯矩都比较小，使得该建筑方案得以成功实现。
//中间还有一大堆论证啥的，有兴趣自己看原文。。。。。。直接上结语
3 结语
追求柱子精致设计、极致纤细的建筑方案中，细柱既是建筑师表现极简、轻巧的元素，也是结构师追求力学极限的探索，需要建筑师和结构师朝向共同的目标，紧密的合作。文中诸多经典案例也从侧面说明，建筑和结构设计相融合的重要性。
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