【012思想實(shí)驗(yàn)】輕松搞定一級(jí)注冊(cè)建筑師考試建筑結(jié)構(gòu)

【題目】

【概念解析】

在學(xué)建筑之前，也沒有見到過特別高、特別大的房子。畢竟農(nóng)村出身，上大學(xué)之前基本都長(zhǎng)在地里?？h城也是偶爾去，并且，哪里也只有最多十層的房子。

剛上大一，學(xué)校就組織到上海進(jìn)行認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，第一次做火車，第一次見到能治療頸椎的大高樓。心想，這些樓都怎么蓋起來的，怎么能保證不倒，拆的時(shí)候怎么拆，里面怎么上去，等等小白的問題。

當(dāng)時(shí)村里蓋房，多半還屬于自己動(dòng)手豐衣足食，找些親戚朋友，趁著農(nóng)閑的時(shí)候，把老房子拆掉，二手的泥瓦匠用石灰砂漿碼其有限高度的大厚墻，屋頂是用木梁、檁條、葦箔和爐渣的體系，上梁的時(shí)候還要擺上一桌貢，放幾個(gè)炮仗。

到了城市，都是鋼筋混凝土。學(xué)校的房子還好，因?yàn)槎际翘K聯(lián)老師的成果，大多也都是3-5層的房子。到了上海是真不一樣，大夏天盯著太陽去看東方明珠，說實(shí)話，我都不知道這房子到底怎么用。

后來才知道，這房子(甚至都不能叫房子)原來跟我們老家的土天線差不多，只不過一個(gè)是發(fā)射信號(hào)的，一個(gè)是接受信號(hào)的?？墒蔷退隳阍俑?，在我們家也照樣收不到東方衛(wèi)視。

東方之珠和土天線，一個(gè)是信號(hào)發(fā)射，一個(gè)是信號(hào)接收。

發(fā)射信號(hào)，為了讓更多的土天線能夠接收到，所以把電線桿弄的很高很高，高到?jīng)]有朋友，然并卵，土天線依然接收不到一毛錢的信號(hào)。

就是這兩個(gè)東西的比較，讓我明白，原來城市里的東西，除了好用，還要好看。甚至更多時(shí)候，好看要比好用更重要。

映射到建筑學(xué)上，就是功能和形式的關(guān)系。

于是，建筑專業(yè)分叉出立面設(shè)計(jì)師，結(jié)構(gòu)專業(yè)則需要全力配合去實(shí)現(xiàn)各種造型，有點(diǎn)你負(fù)責(zé)掙錢養(yǎng)家，我負(fù)責(zé)冒昧如花的意思。一個(gè)負(fù)責(zé)支撐，一個(gè)負(fù)責(zé)顏值。

【題目解析】

說回到題目吧，扯的太遠(yuǎn)了，可能是因?yàn)楹镁脹]有打字的原因。

題目涉及的問題其實(shí)就一個(gè)，地震的時(shí)候，誰晃的更厲害。

首先明確，晃的厲害靠什么來判定。

答，頂部位移。

其次，頂部位移會(huì)跟什么有關(guān)。

答，結(jié)構(gòu)型式，高度。

結(jié)構(gòu)型式越硬，位移就會(huì)越小，當(dāng)然是不折的前提下;相同的結(jié)構(gòu)形式，高度越低，位移肯定會(huì)越小，越高位移就越大。

最后，看這個(gè)題目，一個(gè)是框架結(jié)構(gòu)，一個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)，肯定是框架結(jié)構(gòu)更軟一些。在30米這個(gè)高度上，框架結(jié)構(gòu)的位移肯定也會(huì)更大，所以防震縫的寬度應(yīng)該按照框架體系和30米來確定。

假設(shè)，題目把高的這個(gè)換成框架結(jié)構(gòu)，矮的這個(gè)換成剪力墻結(jié)構(gòu)，那答案會(huì)不會(huì)發(fā)生變化呢?

應(yīng)該不會(huì)，還是框架結(jié)構(gòu)，30米。這里注意一下，框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的變形特點(diǎn)，我畫的可能不是特別準(zhǔn)確，可以看下書上是怎么畫的。

【拓展】

關(guān)于結(jié)構(gòu)知識(shí)題，還想跟大家聊一聊做題的心得。最近總是出差，火車上看了幾本關(guān)于思想實(shí)驗(yàn)的書，覺得很有意思。

比如說，咱們建筑專業(yè)，做住宅總圖的時(shí)候，不是要考慮日照嘛。如果都是多層的話，按照當(dāng)?shù)氐囊?guī)定，只需要按間距系數(shù)退就可以了。但是涉及到高層的時(shí)候，光退間距還不行，還要建模進(jìn)行分析，其實(shí)就是把建筑放到軟件里面，弄一個(gè)太陽和時(shí)間出來，模擬一下，看看大寒日到底是什么狀況。

總結(jié)，簡(jiǎn)單的時(shí)候，可以通過計(jì)算;復(fù)雜的時(shí)候，就要借助模擬。

結(jié)構(gòu)專業(yè)應(yīng)該也是一樣吧，咱們?cè)诹W(xué)部分的那些分析桿件內(nèi)部的力、支座的力，是不是都是計(jì)算;在日常工作當(dāng)中，跟結(jié)構(gòu)碰圖，他們總是會(huì)說，這個(gè)改動(dòng)需要回去改下模型再算一遍。雖然用的算，但是它是用模型算，應(yīng)該也是模擬吧。

再比如，建筑節(jié)能，最開始的時(shí)候，我記得都是計(jì)算，東西南北屋頂每個(gè)面的各種系數(shù);現(xiàn)在不了，需要建模，然后軟件直接輸出結(jié)果，這個(gè)是不是也是模擬。

簡(jiǎn)單靠計(jì)算，復(fù)雜靠模擬。

但是，這對(duì)于結(jié)構(gòu)知識(shí)題有什么幫助呢?

剛才提到了那本思想實(shí)驗(yàn)的書，什么叫實(shí)驗(yàn)。大家的理解可能還停留在高中物理化學(xué)課上，在實(shí)驗(yàn)室拿各種燒杯量瓶電路板的實(shí)驗(yàn)。其實(shí)這個(gè)概念很廣泛，比如心理學(xué)上的社會(huì)實(shí)驗(yàn)，生物學(xué)上的基因?qū)嶒?yàn)等等。

思想實(shí)驗(yàn)，就是不借助現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體，可能是因?yàn)闊o法實(shí)現(xiàn)，或者很難做到，或者是暫時(shí)不具備條件，在大腦中進(jìn)行的思考性實(shí)驗(yàn)。

大概懂了吧，就是靠“胡思亂想”來解決問題。像圖靈、愛因斯坦、薛定諤就比較喜歡用這個(gè)。

舉個(gè)例子。

為了反駁亞里士多德的自由落體速度取決于物體的質(zhì)量的理論，伽利略構(gòu)造了一個(gè)簡(jiǎn)單的思想實(shí)驗(yàn)。根據(jù)亞里士多德的說法，如果一個(gè)輕的物體和一個(gè)重的物體綁在一起然后從東方明珠上丟下來，那么重的物體下落的速度快，兩個(gè)物體之間的繩子會(huì)被拉直。這時(shí)輕的物體對(duì)重物會(huì)產(chǎn)生一個(gè)阻力，使得下落速度變慢。但是，從另一方面來看，兩個(gè)物體綁在一起以后的質(zhì)量應(yīng)該比任意一個(gè)單獨(dú)的物體都大，那么整個(gè)系統(tǒng)下落的速度應(yīng)該最快。這個(gè)矛盾證明了亞里士多德的理論是錯(cuò)誤的。

這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)幫助證明了一個(gè)很重要的理論：無論物體的質(zhì)量，不考慮阻力的情況下，所有物體自由落體的速率都是一樣的。

要是在現(xiàn)實(shí)世界做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，確實(shí)很不容易，畢竟當(dāng)時(shí)的技術(shù)有限，相同質(zhì)量的兩個(gè)物體很難做到外形一致，從而讓風(fēng)阻相同。但是這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)完美的解決了這個(gè)難題，并且，事后證明，這是正確的。

我們之前的結(jié)構(gòu)力學(xué)題目的解法，是不是也可以歸屬于這一類，我們也是在腦子里面構(gòu)筑了一個(gè)模型，然后讓它受外力，或者支座位移，然后去猜想它可能的形變、狀態(tài)或者內(nèi)力。當(dāng)然，我們這個(gè)是有適用范圍的，只能是定性的判斷，比如受拉壓，變形的形態(tài)等等。

總結(jié)：簡(jiǎn)單靠計(jì)算，定量復(fù)雜靠模擬，定性的復(fù)雜就靠大腦思想實(shí)驗(yàn)。

寫到這里，我又弄明白一件事兒，跟這個(gè)略微有點(diǎn)關(guān)系。前段時(shí)間，有個(gè)項(xiàng)目被日照卡住了，日照公司那邊死活調(diào)整不過去，設(shè)計(jì)師也過去好幾趟，感覺是要往下減層數(shù)的節(jié)奏。最后，主創(chuàng)設(shè)計(jì)師看不下去，大老遠(yuǎn)的來趟天津，一下午時(shí)間搞定。他應(yīng)該是發(fā)現(xiàn)了樓跟樓之間的遮擋問題，定性地知道改哪里，然后用軟件去進(jìn)行定量地驗(yàn)證。這應(yīng)該是未來的人才，機(jī)器暫時(shí)不會(huì)輕易替代的那種。

現(xiàn)在的設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，借助的軟件也越多越多，以前靠簡(jiǎn)單計(jì)算來解決的問題，慢慢都在向模擬轉(zhuǎn)化，并且需要模擬的東西也會(huì)越來越多。甚至立面很有可能都要先把虛擬模型弄出來，放到整個(gè)城市的虛擬沙盤中，規(guī)劃領(lǐng)導(dǎo)帶上VR眼鏡去審圖。

但是，這些依然替代不了大腦的直覺判斷，以及大腦的思想實(shí)驗(yàn)，大腦的模擬。

感性判斷，理性計(jì)算，兩條腿走下去，會(huì)讓你走的更遠(yuǎn)。

【小試牛刀】