一提起梁，大家的第一印象或許就是一條直線，A到B的過程，從祖先的一根過河獨(dú)木，到現(xiàn)在的跨海大橋，AB之間的距離越來越大，工程師的一生，或許就是和跨（wan）越(ju)糾纏的一生。
總的來說，跨越有兩種方法，第一種就是依靠結(jié)構(gòu)的形態(tài)去承載，上凸形成壓力結(jié)構(gòu)，下凹形成拉力結(jié)構(gòu)，好比我們做平板支撐時(shí)，你的身體就是一根簡(jiǎn)支梁，當(dāng)你懷疑人生時(shí)不妨弓弓背或者索性肚皮貼地，此時(shí)你便輕松許多。
▲ 形態(tài)承載
但很多時(shí)候，空間、支座條件的限制以及教練的眼神讓我們只能平直的死撐，這時(shí)候，對(duì)于一根梁來說，下部拉伸，上部壓縮，中部不怎么拉壓偷懶的材料只會(huì)增加結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，不要也罷。
▲梁的彎曲變形（下拉上壓）
所以跨度越大，越需要把材料集中在外側(cè)，中間掏空形成桁架、張弦梁等拉壓組合結(jié)構(gòu)。
▲空間結(jié)構(gòu)（通過拉壓抗彎）
對(duì)于中小尺度，為實(shí)現(xiàn)跨越，一般采用增加截面高度，改變截面形式的方法，其操作空間相對(duì)更大，同時(shí)帶來不同的空間體驗(yàn)。下面小編 嘗試按照不同材料的邏輯和大家簡(jiǎn)單聊聊中小尺度（約20m以內(nèi)）下梁形式的一些可能變化。
混凝土梁
對(duì)于平面比較規(guī)整的建筑，可采用預(yù)制混凝土梁，細(xì)節(jié)的處理也會(huì)讓人眼前一亮，東京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)研究院就是小 編 比較喜歡的一個(gè)例子，整個(gè)樓為清水混凝土構(gòu)造。
▲東工大生命科學(xué)研究院
次梁采用預(yù)制T型簡(jiǎn)支梁，兩肋組成一個(gè)單元，端部局部放坡增加截面的抗剪能力，與主框架梁脫開營(yíng)造了一種天然吊頂?shù)募纫暩小?/p>
▲預(yù)制T形梁
▲角部精致處理
學(xué)校內(nèi)圖書館地下為書庫(kù)和閱覽室，采用預(yù)制裝配式混凝土梁板，梁高800mm，實(shí)現(xiàn)了閱覽室的大空間。
▲預(yù)制裝配式混凝土梁板吊裝
預(yù)制梁截面呈特殊的S形狀，開槽與設(shè)備管線、照明相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)無吊頂?shù)暮?jiǎn)潔效果。
▲預(yù)制S形混凝土梁的室內(nèi)效果
所以對(duì)于人工費(fèi)比較高又想追求一些建筑效果的，預(yù)制次結(jié)構(gòu)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。但有時(shí)候業(yè)主有錢任性，怎么貴怎么酷炫怎么來，比如下面這個(gè)豪宅。
▲Hemeroscopium House
Hemeroscopium house坐落于馬德里，住宅建筑面積400平，于2008年完工，工期僅有7天，主要構(gòu)件均工廠預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)組裝。
▲工廠制作V形柱
作為住宅，Hemeroscopium House構(gòu)件尺度相當(dāng)大（高度約2.5m~3m），從而將層高消化在梁高范圍內(nèi)，除V型柱和部分桁架為鋼結(jié)構(gòu)外，其余均為預(yù)制混凝土構(gòu)件，截面為工字型以及槽型。
▲建造過程示意
▲頂部花崗巖
此時(shí)這些預(yù)制構(gòu)件既是梁又是柱，最終竣工時(shí)候頂部壓了一個(gè)20噸重的花崗巖作為配重，小編 是難以想象地震來的時(shí)候的樣子，默默祝福這位業(yè)主吧。
對(duì)于現(xiàn)澆混凝土梁來說，常見形態(tài)有矩形、倒梯形，梁的高度通常為跨度的1/8~1/12左右，在一些展覽館等高層高空間中，有秩序的大梁結(jié)合側(cè)窗和天窗，帶來漫反射的光影變化。
▲MUSAC Art Forum in León
矩形梁底凹槽可內(nèi)嵌一些燈帶，同時(shí)視覺上也會(huì)感覺梁比較纖細(xì)，亦可作為吊頂。
對(duì)于變截面梁，結(jié)合彎矩的變化，有時(shí)候可以嘗試“卡拉特拉瓦式”的風(fēng)格，整個(gè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)感呼之欲出，但這種做法比較適合規(guī)則的平面，否則模板工程的量也是巨大的。
▲法國(guó)里昂火車站
▲倫敦金絲雀碼頭地下廣場(chǎng)
當(dāng)梁從單向過渡到交叉網(wǎng)格，可以得到菱格紋或者井字的平面，梁的傳力也從單向到雙向， 梁的尺寸也可以適當(dāng)?shù)臏p小。
▲米蘭文化藝術(shù)中心
▲Sheats House - John Lautner
鋼梁
相較于混凝土梁，鋼結(jié)構(gòu)梁的尺寸可以說小一圈，常規(guī)截面高度為跨度的1/15~1/20左右。
▲鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸估計(jì)
由于鋼材加工以及成型工藝比較方便，截面形式的選擇也多種多樣，單一的多邊形，組合截面，立面上也可依據(jù)彎矩需求改變截面高度。
▲鋼梁橫截面及立面
對(duì)于一些雨棚等承受輕質(zhì)荷載的結(jié)構(gòu)，鋼片梁是個(gè)不錯(cuò)的選擇。
▲Gallery of Leaf-Structured Canopy SAM Architekten und Partner
▲雨棚制作過程
對(duì)原有鋼梁進(jìn)行幾何切割，錯(cuò)位焊接后便形成了蜂窩梁，不同的切割方法帶來不一樣的韻律，還是原來的材料，局部掏空中部效率低的材料，轉(zhuǎn)化為截面高度，既提高了抗彎能力又方便了機(jī)電管線的穿過。但由于削弱了腹板，其穩(wěn)定性值得關(guān)注。
▲蜂窩梁制作及樣式
▲芝加哥機(jī)場(chǎng)
金貝爾美術(shù)新館中，將鋼梁一分二，中間采用系桿連接，與柱子的關(guān)系也不同于常規(guī)的平接，格構(gòu)化的構(gòu)建思路使整個(gè)建筑看上去十分的輕質(zhì)。
▲金貝爾新館
結(jié)合結(jié)構(gòu)的受力特性，鋼梁截面高度的變化以及外露的節(jié)點(diǎn)，一般人看到都會(huì)感受到結(jié)構(gòu)之美。
▲諾丁漢大學(xué)游泳館
▲鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)
木梁
梁起源于木，古時(shí)候人們采用原木，現(xiàn)在大多都是集成木材，原木干燥后的收縮率約為3%，現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)大多采用現(xiàn)代工藝加工的規(guī)格材和工程木材料，比如膠合木，CLT交錯(cuò)層積材等。這些材料的強(qiáng)度、耐久性、穩(wěn)定性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于一般木材。
▲集成材料與原木對(duì)比
木梁的形式大多為單梁或者雙梁并聯(lián)的組合形式，可在雙梁之間設(shè)置一些燈槽等裝置，平面上也可采用不同形式的編織方案。
▲Neudorf sports hall
妹島和世做的鬼石多目演藝廳采用當(dāng)?shù)氐纳寄�，吊頂包平，只露�?70的高度，看上去木梁只是裝飾，其實(shí)截面由端部到跨中不斷加大，符合簡(jiǎn)支梁的彎矩變化。
▲鬼石多目演藝廳
▲木梁斷面
由于木材不能像鋼結(jié)構(gòu)那樣焊接或者混凝土那樣整體澆筑在一起，所以節(jié)點(diǎn)基本都為鉸接，令人心動(dòng)的一個(gè)當(dāng)代木結(jié)構(gòu)要數(shù)位于蘇黎世的Tamedia辦公大樓（Tamedia Office Building, Zurich /2013），節(jié)點(diǎn)不依靠金屬部件，而完全用木栓來銜接木梁和其他木結(jié)構(gòu)。
▲Tamedia辦公大樓
為了建造Tamedia大樓，結(jié)構(gòu)工程師首先對(duì)房屋架構(gòu)中所要使用的木材進(jìn)行了必要厚度的計(jì)算。然后在此基礎(chǔ)之上又多加了4厘米，以備萬一發(fā)生火災(zāi)時(shí)，來保護(hù)木材內(nèi)層。
▲鋼木節(jié)點(diǎn)
現(xiàn)在大部分木結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)多采用鋼木節(jié)點(diǎn)，利用鋼的可塑性與強(qiáng)度，在木結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)處起到點(diǎn)睛之筆。
玻璃梁
一說到玻璃，我們第一反應(yīng)就是“脆”，沒有延性，對(duì)邊界條件比較敏感。先看一組玻璃和鋼材的數(shù)據(jù)比較，基本的力學(xué)性能都打了三折。所以目前來說玻璃這種材料是不大適合做結(jié)構(gòu)的，但，誰讓他好看呢，所以用到玻璃都是靜定結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)也增大安全冗余度。
▲玻璃力學(xué)性能
為了追求極致的通透，在小尺度的地方可以嘗試使用下玻璃梁，一般幕墻結(jié)構(gòu)中會(huì)比較常見。
▲玻璃肋梁
▲Pola 美術(shù)館
東京有樂町地鐵站出口，有一個(gè)10米長(zhǎng)的玻璃建造的懸臂雨篷，由建筑師Rafael Vinoly設(shè)計(jì)，于1996年完成。
▲東京有樂町地鐵站懸臂雨篷
結(jié)構(gòu)為四列平行相扣的膠合強(qiáng)化玻璃片組成懸臂梁。設(shè)計(jì)風(fēng)載重為每平方米5kN與最高標(biāo)準(zhǔn)的地震作用。厚度19mm的玻璃平板開72mm直徑之孔洞，玻璃板之間搭接、粘合。每個(gè)玻璃桿件節(jié)點(diǎn)可承載12kN剪力。
