结构方法的影响因素:
1.功能要求:
例如:为适应蜂房式的空间组合形式,可以采用内隔墙承重的梁板式结构:为适应灵活划分空间的要求,可以采用框架承重的结构:为求得巨大的室内空间,则必须采用大跨度结构。
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2.精神审美要求:
例如:古代罗马建筑所采用的拱券和穹窿结构,不仅覆盖了巨大的空间从而成功地建造了规模巨大的浴场、法庭、斗兽场以适应当时社会的要求及光彩夺目的艺术形象。高直建筑也是这样,尖拱拱肋和飞扶壁结构体系,既满足了教堂建筑的功能要求,又极为成功地发挥了建筑艺术的巨大感染力。
罗马斗兽场
3.表现力要求:
例如:如果说西方古典建筑采用的砖石结构,一般都具有敦实厚重的感觉,那么我国传统建筑所采用的木构架,则易于获得轻巧、空灵、通透的效果。如果说罗马的拱券、穹窿结构有助于表现宏伟、博大、庄严的气氛,那么高直的尖拱和飞扶壁结构体系,则有助于造成一种高耸、空灵和令人神往的神秘气氛。
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一、以墙和柱承重的梁板结构体系
只有按照功能联系把所有的房间有机地组合在一起而形成一幢完整的建筑时,才能够说整个建筑的功能是合理的。这个问题也是一个功能与空间形式的关系问题。
1.形式:
这种结构体系主要由两类基本构件共同组合而形成空间的。一类构件是墙柱;另一类构件是梁板。
墙体本身既要起到围隔空间的作用,同时又要承担屋面的荷重,把围护结构和承重结构这两重任务合并在一起,一身而二任。
(1)石梁柱 (墙)结构:
古埃及、西亚使用这种结构方法,但是其的局限性十分明显:不可能获得较大的室内空间。要求有宽大的室内空间的神庙建筑,用石柱来支托屋顶结构。采用这种方法虽然可以扩大室内空间,但由于石梁板的跨度有限,石柱本身十分粗大,结果仍然是柱子林立,而使内部空间局促拥塞。
(2)木梁柱结构:
用木梁代替石梁,木材本身的自重较轻而且又适合于承受弯曲力,以它来作梁要比石梁可以跨越更大的空间。与埃及神庙相比,希腊神庙显然要开敞、明快些, 这和各自所采用的结构方法有着一定的联系。
(3)钢筋混凝土梁板:
两种材料组合在一起而共同工作的,由于较充分地发挥了混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力,因而是一种比较理想的抗弯构件。
(4)大型板材结构和箱形结构:
这种结构的优越性首先表现在工厂化生产,机械化施工,施工速度快。但是由于把承重结构和围护结构合而为一,构件模度加大,因而使空间的组合极不灵活,也不可能获得较大的室内空间,所以这两种结构形式的运用范围也是很有局限的,一般仅适用于功能要求比较确定、房间组成比较简单的住宅建筑。
二、框架结构体系
框架结构也是一种古老的结构形式,它的历史一直可以追溯到原始社会。当原始人类由穴居而转人地面居住时,就逐渐学会了用树干、树枝、普皮等材料搭成类似于后来北美印地安人式的帐篷,这实际上就是一种 原始形式的框架结构。
承重的骨架和用来围护或分隔空间的帘幕式的墙面明确地分开。
(1)印第安人式帐篷的骨架:
由许多根树干或树枝做成的,树干的下端插人地下,上端集束在一起,四周覆以兽皮、树皮或人工编织的席子,这样就形成了一个圆椎形的空间。
(2)半木结构:
是一种露明的木框架结构。这种结构具有规则的平面形状,而且使立柱、横梁、屋顶结构、斜撑等不同构件明确地区分开来,各自担负着不同的功能,同时又互相连接成为一个整体。 可以分成若干个开间,每一开间之间设置立柱, 门窗等开口可以安放在两根相邻的立柱之间,内部空间随着开间的划分可作灵活的分隔。
由于具有上述优点,欧洲的许多国家,特别是英国,曾广泛地以这种结构方法来建造住宅建筑。但是由于木框架与填充墙之间不可能结合得十分严密,因而它只流行于气候比较温暖的中欧地带。
(3)木构架:
由于梁架承担着屋顶的全部荷重,而墙仅起围护空间的作用,因而可以做到“墙倒屋不塌”。我国传统木构架构件用棒卯连接,使整个建筑具有良好的稳定性。
(4)砖石构架:
砖石框架也可以建造出像高直教堂那样高大、雄伟的建筑,但是这种结构有整体的刚性很差的弱点。而这一点对于框架结构来讲则是至关重要的。 正是由于这一点也有人反对把它当作枢架结构来看待。
(5)钢筋混凝土构架:
钢筋混凝土不仅强度高、防水性能好,既能抗压又能抗拉,面且特别由于它可以整体浇筑,所有的构件之间都可以按刚性结合来考虑,这种材料可以说是一种理 想的框架结构材料。
钢材也是一种比较理想的框架结构材料。与钢筋混凝土相比,钢材还具有自重轻和便于连接等优点,但钢材的防火性能差,用钢材做框架还必须用不易燃的材料把它包裹起来,这也会给设计带来许多麻烦。
目前世界各国情况不同,有的主张用钢框架,有的则主张用钢筋混凝土框架。就我国的情况下讲,由于钢的产量不足、成本较高,一般均采用钢筋混凝土框架。
如果说西方古典建筑的辉煌成就是建立在砖石结构的基础之上,中国古典建筑的辉煌成就是建立在木构架的基础之上,那么西方近现代建筑的巨大成就,在很大程度上则是建立在钢或钢筋混凝土框架结构的基础之上。
近代框架结构的应用,不仅改变了传统的设计方法,甚至还改变了人们传统的审美观念。采用砖石结构的古典建筑,愈是底层荷重愈大,墙也愈实愈厚,由此形成了一条关于稳定的观念——上轻下重、 上小下大、上虚下实,并认为如果违反了这些原则就会使人产生不愉快的感觉,古典建筑立面处理按照台基、墙身、檐部三段论的模式来划分,正是这些原则的反映。
采用框架结构的近现代建筑,由于荷重全部集中在立柱上,底层无须设置厚实的墙壁,而仅仅依靠立柱就可以支托建筑物的全部荷重,因而它可以根本无视这些原则。
采用框架结构的近现代建筑,由于荷重的传递完全集中在立柱上,这就为内部空间的自由灵活分隔创造了十分有利的条件,现代西方建筑正是利用这一有利条件,打破了传统六面体空间观念的束缚,以各种方法对空间进行灵活的分隔,不仅适应了复杂多变的近代功能要求,同时还极大地丰富了空间的变化,所谓“流动空间"正是对于传统空间观念的一种突破。
知识点:建筑设计中空间与结构
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