文档介绍：建筑结构设计中对称美法则的运用分析
建筑结构设计中对称美法则的运用分析
摘要:建筑的对称结构有利于建筑主体的整体稳定,还可以体现一种艺术美感。建筑物在使用过程中会受到各种力的作用,采用对称结构可以有效的起到平衡的作用,延长建筑的使用寿命。本文分析了对称结构在建筑工程中的实际应用,并对几种对称结构形式在建筑设计中的应用进行了阐述。
关键词:建筑;结构设计;对称;应用
中图分类号:TU2文献标识码: A
在美学理论中,对称是一种形式美,也是自然界中运用最多的美学法则之一。在建筑设计中采用对称结构,可以给人一种均衡、稳定的心理暗示。建筑中其实有很多都是运用对称的形式,比如柱、梁等构件,其截面大部分都是对称形式。这也是自古以来人们对对称结构的很好的运用。
1对称美法则在实体结构中的运用
实体结构主要包括墙体、拱和坝体等,它们在长、宽、高三个方向的尺寸大约为同一量级。埃及金字塔是著名的古代建筑,其底座呈方形,整体为一个对称的方锥体型,这种体型不仅外形庄严、雄伟、稳重,同周围沙漠浑然一体,和谐一致,并且其安全系数也是所有结构形态中最高的,它们历经数千年沧桑,仍不倒塌,不变形,完好无损,这些都归功于这种有利的对称结构。
如果说棱锥体是安全系数最高的建筑结构形态,那么安全系数最低的应该是倒锥体的建筑了,所以倒锥体建筑尤其要讲求对称。基本每个城市都有水塔,由于水箱要高出建筑物,所以必须有结构将水箱支撑起来,所以水塔大多呈现“T”字型,这种结构左右对称,给人一种天平的感觉。倘若水塔不是呈对称的结构,则水箱的重心与圆柱体基座的重心肯定不在同一条轴线上,在设计过程中为保证水塔不至于失稳,则相应地要对地基和上部结构做许多加固处理,可见,保证建筑结构的对称对于提高其稳定性有着非常大的帮助。
拱是一种有利于实现力的均衡的结构造型,在建筑中应用也较为广泛。如浙江杭州利群大厦的入口大厅的正立面,显得很有层次感,它是三个沿中轴线左右对称的渐退椭圆弧拱的叠加,拱的有利结构能减小梁的体积,和白玻合在一起,加大了建筑物的采光面积:这种对称的形式还能吸引人们的目光,引领人们的视线顺着中轴线进入其内。
2对张英法则在杼件结构中的运用
依照空间观点,杆件结构可以分为空间杆件结构和平面杆件结构两类,它包括各种杆件所组成的如桁架、框架和网架等支撑体系。空间杆件结构多是辐射对称的,而平面杆件结构多是左右对称的形式。
平面杆件结构是指结构的所有杆件的轴线及其荷载作用里都位于某一平面内的结构。桁架中各杆件在节点荷载作用下,它们的内力主要是轴向力,而弯矩和剪力则很小,基本可以忽略。桁架结构在土木工程中应用很广泛,尤其是在大跨度结构中,南京长江大桥和武汉长江大桥的主体结构都是桁架结构。在轴向受拉或者轴向受压的杆件中,为使得杆件截面上的应力分布均匀,并且使材料得到充分的利用,应对称排列桁架上的杆件。
空间杆件结构与平面杆件结构不同的是其所有杆件的轴线不在同~平面内。如著名的香港汇丰银行,其最独特的地方在于充分暴露钢柱和桁架,由八组参差的组合柱贯穿始终,底部完全敞开,上面33层分五组从组合柱上由斜向悬吊结构悬挂下来,每组从下到上由八个结构层递减到四个结构层。建筑设计兼具适用性和人性化,在技术、功能与空间各方面都有惊人