前一期我們講到“萬(wàn)能的桁架，無(wú)限的變化”，桁架歷史悠久、跨越能力強(qiáng)大、應(yīng)用很廣泛。

今天講的“網(wǎng)架”，與桁架受力有些類似。它堪稱空間結(jié)構(gòu)的Bug級(jí)存在，是一種非常高效、理性的結(jié)構(gòu)體系，雖然常常因?yàn)椴环辖ㄖ煂?duì)于感性和美的要求而被嫌棄。

網(wǎng)架，是由多根桿件組裝成穩(wěn)定的幾何單元，再由重復(fù)的幾何單元擴(kuò)展組成的空間桿系結(jié)構(gòu)。它的主要特點(diǎn)如下：

網(wǎng)架整體受彎，但每個(gè)基本單元均為穩(wěn)定的幾何，桿件主要受軸力，結(jié)構(gòu)效率高，以較小的桿件截面可實(shí)現(xiàn)很大的跨度；

與空間桁架相似，但其腹桿呈現(xiàn)空間布置，從而具有更好的穩(wěn)定性；

整體的冗余度高、傳力路徑分散，能適應(yīng)各種支承條件；

網(wǎng)架整體可直可彎，對(duì)自由曲面、不規(guī)則輪廓線的適應(yīng)性極強(qiáng)；

桿件和節(jié)點(diǎn)均在工廠加工，現(xiàn)場(chǎng)組裝，施工操作簡(jiǎn)單快捷；

網(wǎng)架的歷史

最早完整地提出空間網(wǎng)架概念并實(shí)踐的是A.G.貝爾。沒(méi)錯(cuò)，正是發(fā)明電話的跨界天才貝爾先生。1898~1908年間，貝爾開發(fā)了基于四面體幾何的空間網(wǎng)架，他用網(wǎng)架形式制作了許多風(fēng)箏和鐵塔。

由于沒(méi)有進(jìn)行連續(xù)的研究和實(shí)踐嘗試，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的發(fā)展停滯了大約半個(gè)世紀(jì)。直到20世紀(jì)70年代，隨著精密機(jī)械加工的自動(dòng)化，空間網(wǎng)架被視為建筑結(jié)構(gòu)中比較新的一種結(jié)構(gòu)形式，迎來(lái)了新的發(fā)展。 1967年蒙特利爾國(guó)際博覽會(huì)上，富勒和Shoji Sadao設(shè)計(jì)了一座直徑為76m的3/4球形建筑---美國(guó)館。與普通的單層球殼結(jié)構(gòu)不同，富勒的美國(guó)館采用了雙層的空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

美國(guó)館為三角錐網(wǎng)格形式，外層為三角形網(wǎng)格、內(nèi)層為六邊形網(wǎng)格。內(nèi)外兩層網(wǎng)格的頂點(diǎn)用6根斜桿連接而成。

美國(guó)館的網(wǎng)格、斜桿幾何、桿件規(guī)一化的截面、節(jié)點(diǎn)連接，都體現(xiàn)了網(wǎng)架設(shè)計(jì)的最基本要素，堪稱早期網(wǎng)架(雙層網(wǎng)殼)設(shè)計(jì)的典范。美國(guó)館成為當(dāng)時(shí)美國(guó)先進(jìn)科技的象征，引得世人矚目。在它的影響之下，網(wǎng)架和雙層網(wǎng)殼的空間結(jié)構(gòu)形式得到了迅速發(fā)展。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由重復(fù)的幾何單元組成，其基本單元主要有三角錐、四角錐、正方體、截頭四角錐等類型。

然而，重復(fù)的幾何也導(dǎo)致網(wǎng)架過(guò)于理性規(guī)則、桿件繁多。因?yàn)榻ㄖЧ患眩槐唤ㄖ熕?jiàn)。

因此，在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了結(jié)構(gòu)受力以外，也不能忽略對(duì)建筑效果的考慮。例如，部分抽空網(wǎng)架下弦，組成的幾何圖形可能與室內(nèi)吊頂結(jié)合，創(chuàng)造出較好的建筑空間效果。

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