来源: АrсhDаilу
如何用竹子建造：4 个基本结构系统
对于新手观察者来说，当代竹建筑最初可能显得势不可挡。 然而，当您更多地了解这些鼓舞人心的建筑的结构逻辑时，您很快就会意识到，大多数建筑都采用了我们即将探索的一种或多种结构系统。 谜团解开，将曾经看似复杂的事物转变为简单概念的清晰组合。 本文重点介绍了竹子建筑中四种常用的结构体系：
柱梁结构
柱梁结构是竹子建筑的主要部分，其灵感来自古老的木结构框架技术。 与传统木屋中使用的历史悠久的方法非常相似，这种建造方法采用相同的基本原理。
柱梁结构的支撑系统由三个关键要素组成：垂直柱、水平梁和交叉支撑。 后者有助于对结构进行三角测量，增强其抵抗风和地震力等横向载荷的稳定性。 通常，圆竹竿作为这些结构体系的支柱。 结果是一个结构不仅坚固而且在视觉上也很吸引人。
然而，建造柱梁结构确实面临着挑战。 该过程通常需要熟练的工艺来雕刻和组装各种类型的接头，包括鱼嘴接头和角接头。 随着对此类工艺的需求增加，与之相关的成本也随之增加。
但不要害怕，现代进步为这个问题提供了解决方案。 例如，可以在该结构系统中使用一个简单的螺栓连接，以减轻一些体力劳动。 当与砂浆一起用于灌浆时，这种类型的接缝已被证明非常坚固，为传统方法提供了一种经济高效的替代方法。
在技术飞速发展的时代，新的解决方案不断涌现。 如今，我们甚至看到使用模仿鱼蛾功能的 3D 打印插件。 这些插入物可以放入干净切割的竹子中，提供将传统与技术相结合的创新、现代解决方案。
这种历史悠久的技术与现代解决方案的融合使竹建筑如此令人兴奋和充满活力。 这是一个不断发展的领域，为可持续的创新建筑开辟了新的可能性。
双曲抛物面
双曲抛物面，或简称为“hypar”，是一种结构系统，正如其名称所暗示的那样有趣。 它以其标志性的“马鞍”形状而著称，呈现出凹凸表面的结合。 结果是两条直线在每一点相交的结构，创造出迷人的视觉效果。
表面的曲率赋予这些壳非凡的刚度，使它们能够在巨大的跨度上承受相当大的载荷。 这些品质使它们特别适用于屋顶结构，尽管它们在建筑和日常用品中随处可见——甚至是品客薯片的形状！
建造过程通常首先在一个方向上铺设电线杆，然后在另一个方向上铺设。 这些是使用橡皮筋临时固定的，这是一种允许后续调整的临时措施。 然后，当使用绳索和三脚架吊起结构的两个相对顶点时，hypar 形状的魔力就变得生动起来，同时交替的顶点被同时压在一起。 这个动作引起了 hypar 的特征曲率，各个极点调整以匹配所需的形状。 该过程以永久固定 hypar 构件而告终，通常是通过使用螺栓接头或竹销。
双曲抛物面在竹建筑中的成功在于其表面的有效载荷传递。 这允许结构在拱形结构中承受压力，同时在线性结构构件中产生张力。
双曲（扭曲）塔
竹建筑的世界以令人难以置信的结构为标志，其中双曲线或扭曲的塔楼真正脱颖而出。 这些结构类似于相互结构，展现了竹子非凡的强度和多功能性。
倒数塔的形状让人联想到双曲面，与双曲抛物面有相似之处。 一个关键的区别在于倒数塔的几何构造，它涉及围绕定义的轴旋转双曲线。 这种旋转产生了单片双曲面，这与具有双直纹表面的双曲抛物面不同。
着手建造双曲线塔，首先创建一个模型是有益的。 此初步步骤使您可以直观地看到最终产品，从而确定基圆以及塔的中部和顶部的合适直径。 重要的是要了解这些参数是相互关联的，它们也会显着影响塔的最终高度。 因此，必须事先彻底研究这些关系。 或者，可以使用计算机化设计工具来促进规划过程。
倒数塔的独特之处在于倒数结构原理与高效双曲面形状的结合，使其成为大型建筑的最佳选择。 由两个相反的扭曲产生的倒角塔的交点通过三角剖分为结构提供了增强的强度。 为了进一步增加塔的强度，可以在整个结构中添加加强环。
施工首先在地面上以圆形图案垂直排列特定数量的竹竿。 例如，如果您有 12 个杆子，请考虑将每个杆子放在钟面上的一个小时点上。 在此之后，一个比基圆小的中心环被固定在离地面选定的高度。 一旦中心环固定好，激动人心的部分就开始了——转动杆子。 每根杆子都在一个方向上均匀地扭曲，并暂时连接到中央环上以保持其位置。 然后，引入第二组极点。 这些杆的底部与第一组对齐，但它们以相反的方向扭曲，与第一组的角度相同。 这些杆也临时固定在中央环上。 在顶环的高度，所有杆端也必须相交。 一旦所有的杆都就位并且塔的形状达到所需的形状，杆将永久固定在它们相交的点上。 此步骤可确保塔的稳定性和强度。
空间网格壳
竹子建筑通过 Spatial Gridshells 等结构不断创新，展示了这种材料的无限潜力。 这些结构轻巧而坚固，由竹子劈开的格子制成。 这些裂缝，要么有机地交织在一起，要么以精确的形状排列，创造出迷人的、通常是圆顶状的结构。 网壳结构系统是现代竹制建筑中的最爱，因其能够产生优雅的曲线形式，展现出非凡的强度。 此外，网格壳擅长打造大型开放空间，无需额外的内部支撑。
这些结构的建造从建立主框架、拱门或环开始，这些框架、拱门或环为网格-外壳提供基础支撑和整体形状。 通常，这些元素由 lidi 或分裂束组成，用竹针固定在一起，偶尔用胶水加固。 一旦这些主要的结构组件被设置好，网格壳就开始成形，增加竹片，逐渐填充间隙，通常最终形成一个弯曲的结构。
施工过程可以是有趣和有机的，因为竹片易于处理并且可以塑造成各种形式。 有机编织图案，如果设计师喜欢，可以在参考拆分的指导下通过反复试验在现场确定。 或者，也可以通过遵循预先确定的测量来构建结构，从而创建漂亮的几何图案。 在任何一种情况下，最近经过处理的绿竹劈开效果最好并且更灵活，因为干劈开往往过于僵硬并且经常开裂。 添加足够数量的构件后，网格外壳变得足够坚固，可以攀爬，在某些情况下甚至可以承受强风和地震，从而证明了这些结构令人印象深刻的耐用性和刚性。
请记住，竹子固有的美学和结构多功能性特性使其成为网格壳结构的理想材料。 通过审慎的规划、对材料的充分理解和一点点创造力，用竹子建造提供了创造可持续、有弹性和视觉上引人注目的结构的机会。
本文最初由 Bamboo U 发布，这是一家专注于分享可持续建筑方式的竹建筑和设计企业。 竹子课程在他们位于印度尼西亚巴厘岛的校园和网上提供，与著名设计公司 IBUKU 和来自世界各地的竹子专家合作。 从种植竹子到处理方法、竹子设计和模型制作、工程、木工和建筑：他们的工作室涵盖了关于竹子建筑和设计的所有知识。 在这里了解更多信息并参加竹子工作坊。
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