探索對稱美在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

趙琦 陳偉銘

杭州市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江省 310001

摘要：建筑業(yè)的任務(wù)是：適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀。建筑設(shè)計(jì)作為一種文化現(xiàn)象，它的變化反映著時代的物質(zhì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)水平狀況。也體現(xiàn)出一定的社會意識形態(tài)，并與社會的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、藝術(shù)等有密切的關(guān)系。基于此，本文首先闡述了對稱美的基本法則，然后分析了對稱美在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，最后總結(jié)出建筑對稱性體現(xiàn)了儒家尊卑有序的“禮”的要求。

關(guān)鍵詞：對稱美；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

前言：我國傳統(tǒng)建筑最突出的特點(diǎn)之一便是對稱性。中國建筑“所最注重者，乃主要中線之成立。”從單座房屋到建筑組群，乃至城市布局，都重視中軸線，都是用中軸線來貫穿的主體建筑。實(shí)際操作中也是這樣，如果沒有中軸作為遵守的規(guī)制，那么一座組群中的房屋隨便建設(shè)，就會導(dǎo)致一片混亂。中軸線是規(guī)劃設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。

1、對稱美基本法則

對稱表現(xiàn)的是一種樣式美，是設(shè)計(jì)中最根本的措施，是中心軸兩邊或者四周的樣式一樣或者神似，或者是基于一個核心布置。在建筑構(gòu)造中，對稱是以整體一樣或者神似或反轉(zhuǎn)的樣式表現(xiàn)。整體一樣是最根本的對稱，完全的一致，是設(shè)計(jì)成果的提高，整體一樣表現(xiàn)成果是完整、安定、穩(wěn)固；神似對稱是在整體上講是一致的，只有在一些小的地方有不一樣，是現(xiàn)代化社會中建筑策劃工作者最常運(yùn)用的措施，不僅擁有安定穩(wěn)固的感覺，并且還擁有部分的區(qū)別，能夠給建筑外觀帶來驚奇；反轉(zhuǎn)對稱是樣式構(gòu)造反轉(zhuǎn)著，扭轉(zhuǎn)了以往對稱的樣式形成的一種異常對稱樣式，在整體上來講看著一樣，在部分上又擁有對比十分動感樣式，擁有很強(qiáng)的現(xiàn)代感，互相依靠，創(chuàng)造了完全不可分割、融合成一個整體的感覺。

2、對稱美在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

建筑構(gòu)造的種類十分豐厚，在施工構(gòu)造中，實(shí)體構(gòu)造、桿件構(gòu)造和薄壁構(gòu)造這三種樣式單獨(dú)留存，不過建筑中并不是獨(dú)自進(jìn)行建筑的，最多的樣式是三者一起構(gòu)成的樣式。

2.1在實(shí)體結(jié)構(gòu)中對稱美的應(yīng)用

在建筑結(jié)構(gòu)中，墻體、壩體和拱都是同一量級的結(jié)構(gòu)。在建筑學(xué)中，有著世界八大奇觀之首的胡夫金字塔，坐落在200層的石灰石塊之上，塔底呈正方形，在塔底上方，是一層比一層略小的石塊，逐步堆砌而成，其結(jié)構(gòu)為實(shí)心的方形石塊建筑（除內(nèi)部墓室和通道外），結(jié)構(gòu)精密、規(guī)模宏偉，滄海桑田，依然屹立不倒。這些都是對稱結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢所在。在我國北方地區(qū)部分小城鎮(zhèn)中，水塔是較為常見的蓄水建筑，其底細(xì)頂粗的結(jié)構(gòu)，儼然是一個輻射對稱的倒錐體。由于水壓的關(guān)系，在用戶需要取水時，就必需由水箱提供一個水壓，而只有將水箱支撐起來，才能提供足夠的壓力。在水塔中，如果水塔不對稱，必然導(dǎo)致水箱重心偏心，而產(chǎn)生水塔倒塌。這就要求保證水塔必需要是對稱結(jié)構(gòu)。拱為承受軸向壓力并由兩端推力維持平衡的構(gòu)件，其有利于實(shí)現(xiàn)力的均衡。“山節(jié)，謂刻柱頭為斗拱，形如山也。”《禮記·禮器》如是說道。在我國古建筑中，木結(jié)構(gòu)建筑中的“斗”和“拱”結(jié)合使用，使人產(chǎn)生神秘變幻莫測的奇妙感覺，更形成了獨(dú)特的風(fēng)格。2010年上海世博會中的中國國家館，采用中國紅和斗拱造型，其造型新穎，功能獨(dú)特，深受好評。國家館居中突起，層疊出挑，形如冠蓋，制似斗拱，4根大柱子支撐一個“斗冠”，不僅僅詮釋了我國“天人合一，和諧共生”的哲學(xué)思想精髓，更是建筑結(jié)構(gòu)之美的最好表現(xiàn)。

2.2桿件結(jié)構(gòu)中對稱美的應(yīng)用

桿件構(gòu)造其幾何特性是長度要比橫截面寬度以及厚度大的桿件。從容積點(diǎn)來講，其構(gòu)造劃分為空間以及平面桿件構(gòu)造。這里面的空間桿件構(gòu)造是對應(yīng)這對稱構(gòu)造，平面桿件構(gòu)造大多是運(yùn)用左右對稱的樣式。平面桿件構(gòu)造是建筑部分全部的桿件中心線和它所承載的重量都在一個平面中的構(gòu)造。這里桁架構(gòu)造是使用很多桿件構(gòu)成的好像骨架樣式的額平面桿件構(gòu)造，在每個桿兩邊都和別的桿件使用螺接、鉚接或焊接的方式連接，在構(gòu)造跨度較大的條件中使用普遍。平面桿件構(gòu)造在節(jié)約電量負(fù)載情況下，桁架中每個桿件的內(nèi)力大多是軸向力，形成的剪距以及力量都不大。武漢以及南京的長江大橋?yàn)槔饕沁@種桁架構(gòu)造。空間桿件結(jié)構(gòu)是組成結(jié)果的所有桿件的軸線均不在同一平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)。其代表作為上部暴露鋼柱和桁架，底部敞開的香港匯豐銀行。有八組參差的組合柱貫穿始終，從底部到頂部，每組從八個結(jié)構(gòu)層逐步遞減到四個結(jié)構(gòu)層，其中斜向懸吊結(jié)構(gòu)的高度為兩個結(jié)構(gòu)層。在此結(jié)構(gòu)中，細(xì)部、桁架、桿件、斜撐都負(fù)載這荷載，同時呈現(xiàn)對稱格局。

2.3薄壁結(jié)構(gòu)中對稱美的應(yīng)用

薄壁結(jié)構(gòu)是近些年來的產(chǎn)物，是大跨度空間結(jié)構(gòu)衍生出來的新型建筑結(jié)構(gòu)形式，其主要包括殼體、索網(wǎng)、薄膜和充氣結(jié)構(gòu)。其代表作為國家游泳中心（又稱水立方）。薄壁構(gòu)造中殼體歸類于面構(gòu)造，是擁有曲面形狀的薄壁，能夠單向或者雙向進(jìn)行彎曲。殼體是經(jīng)過對稱軸開展劃分，體現(xiàn)在同向以及反向彎曲兩個曲面。在施工中，圓形的屋頂、雙曲線樣式的殼體以及圓柱形建筑都是這種樣式的體現(xiàn)。壁膜構(gòu)造使用很多高強(qiáng)性質(zhì)的壁膜物料以及鋼柱、鋼架子等增強(qiáng)配件使用一定的方法，在其內(nèi)部能夠形成預(yù)張應(yīng)力的樣式，是能夠承載外負(fù)荷的空間構(gòu)造樣式。在薄壁構(gòu)造中，比較值得多關(guān)注的是懸索構(gòu)造的對稱運(yùn)用。其最開始出現(xiàn)是受到懸索橋的啟發(fā)，構(gòu)造工件主要承載著拉力，不過這種構(gòu)造在風(fēng)級較大時，缺少安穩(wěn)性，所以要增強(qiáng)懸索構(gòu)造的對稱上十分重要。

3、建筑對稱性體現(xiàn)了儒家尊卑有序的“禮”的要求

當(dāng)然這種對稱平衡的建筑布局是儒家思想的體現(xiàn)。儒家思想的核心是“仁”，何為“仁”？子曰“：克己復(fù)禮為仁”。所以中國傳統(tǒng)建筑的對稱性是“禮”的要求的體現(xiàn)。《中庸》中提到：“中也者，天下之大本也；和也者，天下之大道也。致中和，天地位焉，萬物育焉。”首先要求天地人和諧發(fā)展。中庸是中國人的基本精神之一，它后來演繹為不偏不倚、恰當(dāng)適度之意。其次是要體現(xiàn)人與人之間的關(guān)系和等級制度。《禮記·禮器第十》中講：“有以高為貴者。天子之堂九尺，諸侯七尺，大夫五尺，士三尺。”可以看出在宮室、廟堂的建造中，又以建筑群的規(guī)模和房屋之高低為貴賤的標(biāo)準(zhǔn)。是什么等級的人就該住對應(yīng)形制的建筑，《禮記》有關(guān)建筑功能的論述中有所謂“以降上神與先祖，以正君臣，以篤父子，以睦兄弟，以齊上下，夫婦有別”的論述，講出了建筑布局對于顯示等級、遠(yuǎn)近、親疏，對于調(diào)節(jié)人際關(guān)系達(dá)到家庭和睦、國家安康目的的重要作用。儒家思想的追求在于建立一個以仁義為核心，以禮法為規(guī)范，以家庭為單位的，和愛有序，“溫良恭儉讓”的小康社會，其終極目標(biāo)就是建立一個天下為公的大同社會。中國的古代建筑雖然外觀是莊嚴(yán)雄偉，一切照倫理制度做事。但一般在建筑的后面都是詩情畫意，形成中國古代建筑前宮后園的格局，具有前莊重、后活潑，前輝煌、后明麗的特點(diǎn)。

4、結(jié)束語

對稱美在施工構(gòu)造中使用的比較普遍，不光是構(gòu)造樣式上的改革，更是性能上的改善提高，是構(gòu)造樣式以及施工性能的聯(lián)合，是樣式構(gòu)造以及承載重力機(jī)能的融合，并且也是未來建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)。

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