互承结构 Reciprocal Structure

01 互承结构的特点

1. 循环互承
   • 互承结构的构件之间相互支承。在这循环秩序中，每一个构件在支承其他构件的同时又被支承，两种相反的作用力让构件达到了平衡。
2. 扁平组织
   • 互承结构是一种扁平组织结构，构件之间没有明确的单向层级结构，所有的构件不分主次，重要性都是均等的。扁平的结构能充分发挥材料的性能，但结构也容易失效，如果没有多余的约束，单个构件的破坏意味着整个结构单元的破坏。
3. 节点分散
   • 互承结构的节点分散，避免了多个构件共用一个节点，因此节点构造相对简单。
4. 受弯结构
   • 虽然许多互承结构的形式与拱和穹顶相似，但材料性能的利用上截然不同。拱与穹顶主要是利用材料的受压性能，而互承结构中的构件都为类似梁的受弯构件。
   • 构件借助相邻的构件的跨中作为支点，荷载作用下整个结构的形变效果会相互积累，所以互承结构具有非常小整体刚度。 可以通过截面形式提高单个构件的刚度，进而提高整个结构的刚度。

互承穹顶

02 互承结构建筑应用案例

杭州南宋御街博物馆

• 建筑设计：业余建筑工作室 王澍+陆文宇
• 结构设计：申屠团兵，陈永兵

设计借鉴了木拱桥的互承结构。为保证牢固性，在局部使用了隐藏的钢结构小构件。

日本富冈商工会议所会馆

• 建筑设计：手塚建筑研究所
• 结构设计：大野博史

在外墙斜方格表皮中利用互承结构承受水平风荷载。风荷载沿两个方向传递到边框，相较于单向传递路径，大大降低了梁中的弯矩，因此构件截面尺寸控制在170×170mm，长度被控制在3.6m左右。

上海西岸人工智能峰会B馆

• 建筑设计：上海创盟国际建筑设计有限公司
• 结构设计：张准，沈俊超，黄涛，王瑞

木构拱壳为互承方式的木梁，搭接木料截面为50✖500 mm的小结构单元。连接件采用了标准化的中空铝构造，增加构件搭接节点的刚度。对穿螺栓提供节点弯矩传递能力，形成半刚性节点，采用自攻钉节点，可以现场开孔打钉，具有一定的消解误差的能力。

参考文献

• Olga Popovic Larsen. (2008). Reciprocal Frame Architecture.
• 柏庭卫 Vito Bertin . (2012). 杠作：一个原理多种形式 Leverworks:One Principle,Many Forms.