鋼結構橋www.gangzhiqiao.com 對國內設計師而言,實際情況常常是有限的型鋼選擇與為數不多的成型連接構件,所以設計方法就顯得尤為重要,即使這些方法或手段常常帶有純粹表現的色彩。
1. 分解 分解的對象是結構概念中抽象的單一構件,在實際連接中常表現為構件數量的分解或截面形式的分解。這一手法在包括了鋼結構的桿件體系的連接設計中頗為常見,如懸掛結構中的受壓桿常分解成幾根桿的組合;柱子常分解為束柱等等。這些分解有的是出于結構受力的需要,有的僅僅是為了在構件中制造間隙,方便連接。復雜節點采用分解設計有利于提煉出連接的基本形式,從而達到簡化連接概念,整合節點設計的目的。
位于美國休斯敦名為Cy Twombly 畫廊的鋼結構屋頂連接設計中,大量運用了分解的概念,巧妙地將多層的屋頂結構與遮陽系統結合起來。首先是由工字鋼組成的網格狀遮陽結構,天窗結構懸掛在遮陽結構之下。由于受拉構件更符合鋼材力學性質而尺寸較小,因此懸掛的拉桿沒有分解,而鋼梁受力較為復雜(受彎、剪),故尺寸較大且由一根分解作兩根。整個屋頂設計邏輯清晰,與屋頂功能上的分層概念相得益彰。
2. 轉化 截面形式的考量與尺寸的轉化也是連接設計的主要問題。轉化的目的是為了縮小構件截面,方便連接設計。構件截面一般可分為兩大類:管狀類截面(如圓鋼管)及非管狀類截面(如工字鋼)。前者之間的連接往往需要縮小截面,如網架球節點處的縮小了的實心鋼管。后者之間的連接通常對構件做簡化處理,如去掉寬翼,只保留型鋼的高度部分,而且常與分解設計相結合。除了改變構件截面形狀外,沿垂直于構件軸線的面將構件切斷后,再設計新的節點去連接也是經常使用的方法。如前面討論過的美秀博物館屋頂構架節點中,鋼管截面的轉化不僅帶來連接的便利,也使得節點設計的靈活性得以體現,在表達傳力的同時,利用雕塑似的造型設計將力的流動視覺化、藝術化。
3. 整合 整合設計立足于減少構件種類及數量,簡化連接方式,強調結構形式方面的整體性,使得這類設計作品往往具有優雅的形象。這種方法有兩個前提:1)各節點受力方式相同。2)結構構件截面形狀類似、尺度近似。受力方式相同保證了選擇相似截面的科學性,截面形式相似、尺度近似則保證了視覺的整體性。