力流---结构学

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<->力流的概念，定义与其哲学含义，方向的重要性

自然界的共轭与对偶

人的难题不在于他想采取何种行动，而在于他想成为何种人——威廉．詹姆斯

<二>最小作用原理与结构学

造化钟神秀，原理量极求

<三>常规结构体的力流路径走势分析与基本规律

<四>力流与灾害---常见灾害分析

力的大小和作用点无从得知，万幸的是我们大体了解其方向——以莱昂哈特之意，这就够了。

<五>力流与结构设计

<六>力流之源---高效结构，与一些有意思的力流形态

<七>迹线图---迹线图的疑问与迹线图的变革与否

古典结构时代与计算机结构时代——活在当下

定义：主应力大于零，小于零，两条主应力流，两条主应力路径，有了定义，就有了全部力流。

腹杆力从边到中增大并且向屋脊传递，而屋脊的力向支座逐渐增大并且向支座传递，下弦杆从中到边力逐渐增大并向支座传递，力流并不是均向支座传递，故这种结构绩效不高

力流这个概念就是对物体受力后，各部分力传递过程的一个形象比喻。事实上，物体在受力后，力的传递就象小河流水一样。先涓涓溪流，在支流、主流，一直到大海。作为一个结构也是如此，各部分构件受到荷载以后，在内部传递，由分布的构件向主要构件集中，对后到墙（柱），基础到地基。也就入了“大海”，分散开了。

力流的组织，就是布置构件（杆件），组成力流的河流。力流是沿着杆件（或其他受力实体）传播的，杆件的布置其实就是对力流的导向，就象河流的堤岸对水流的导向一样。如何使力流的导向明确，而且传力途径短而直接，这是我们对于结构选型的任务，实质性的内容就是如何布置杆件（或受力实体）来达到这个目的（目标）。

过定义可以看出：当结构构件本身的主尺度与力向量一致时，结构绩效最高；当结构构件本身的主尺度与力向量垂直时，结构绩效最低，也就是结构通过弯距抵抗外荷载作用。据简单例子：提哑铃比平举哑铃容易的多，原因是：提哑铃，手臂的方向与哑铃重力方向一致，此时的结构绩效最高；而平举哑铃，悬挑手臂与哑铃重力方向垂直，胳膊会感到酸痛，此时结构的绩效几乎为0，因为手臂的截面与哑铃重力之积，远远小于手臂的长度与哑铃重力之积。基本可以得出一些结构概念：拱的效率高于梁，桁架结构绩效高于实体结构，悬索张力结构绩效高于梁柱框架结构，当结构构件与受力方向一致程度越高，结构的绩效就越高。

沿结构的主应力路径方向，具有最高效的结构绩效。有材料力学可得出主应力，主应力成线就是主应力路径了。

例如大家都所熟悉的混凝土简支梁，其主应力路径如下：（

1.感谢rikingzhou的讨论，以及nixbee前辈的指点!前辈提到的问题我会注意的，这个帖已经让我学到

太多。

对于屈曲，钢结构将柱屈曲破坏掉比直接压坏省劲的多，是最小作用原理的直接体现，

对于直线传递还是曲线传递，简支梁我认为是直线传递远多于曲线传递，不管什么分布，可以看下我下几贴中的四副路径图，只是在下降段拐了一点小弯，但是或许在别人看来，可能只是在剩余部分走了一些直线，因此不如不画迹线直接帖图。

对于像索悬链线这样的，或许是曲线，但我似乎要再次引入费恩曼的思想，力流要做出试探，走曲线并不是力的本意，而你的构件尺寸和形态限制了他的试探，以至于只能在该方向传递，造成了曲线，但这样结构绩效可能很高，就看怎么对其限制了，我认为。费恩曼在讲光学的时候，他是这么说的，如果耍一些小伎俩将光的试探路径进行限制，那么它只能迫不得已走你安排的那条路，衍射就产生了。

耍一些小伎俩的帖子，正如在“结构受力困惑”帖中，xuqing前辈做的事情，去掉上部一根杆，变成附属结构，阻止了力流试探。当然“伎俩”毫无他意，请前辈不要误会！

在结构中我把试探的思想引入，实际中将力流试探进行限制，服从人的意志，来提高结构绩效。正如nixbee前辈提供的桥，如果刚度强度稳定都满足，那么我感觉越薄越好，越薄限制就会更大，如果再进行结构离散化的限制，比如梁离散成桁架，将桥面离散成索网（如果能走人的话，哈哈），如果这种限制是正确的，那么结构绩效会大大提高，极端的例子就是比如云南或者西藏的溜索桥，仅一条铁链而已，绩效必须很高，必须得，因为完全限制了力流路径试探，如果将其拓展成一座大桥，那绩效就差了。

但是错误的限制绩效就难说了。正如下图。

想了想人对结构能做些什么呢，只能耍一些小伎俩而已，很多情况下都是结构自己的判断有自己的意志，正如你说强柱弱梁，那么你给了他多少钱呢，又不是拜把子的兄弟，也没请吃过饭，还天天让其风吹日晒的，凭什么就强柱弱梁，还是将柱破坏掉更省事。哈哈自己写写玩

这是人的股骨头中松质骨的结构照片，历史上有人认为松质骨的走向是沿着主应力线方向，你认为如何？

恩，主应力迹线在地理或生物医学也有应用，这里面有个沃尔夫定律(Wolff’s trajectorial hypothesis)，从结构方面理解就是，骨骼结构在外荷载下，（通过主应力路径）力求达到最佳结构形态。国外对此有些研究论文,国内有论文据此定律做结构优化，刚村一朗兄可搜搜看。根据主应力路径进行结构形态优化提高结构绩效这是理所当然的，本文就是从结构绩效出发得到的力流。

有关主应力迹线的国内外（英文）文章能搜到的基本都浮光掠影般的看了，（欢迎坛友提供更多论文）也找到了上世纪50年代国外光弹性试验研究梁迹线图的论文，胡庆昌70年代用光弹性试验画梁柱节点迹线图也取得了较高的精度

缺点就是均局限于构件。