建筑空间组合论精华.docx

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1、I第一章I总论建筑发展中本质的联系主要有三方面:一、人们对建筑提出的功能和使用方面的要求；二、人们对建笾提出的精神和审美方面的要求；三、以必要曲监质技术手段来达到前述的两方面要求。简言乏， 就是两个要求和一个手段：一、从功能使用要求来看对于人来说，具有使用价值的不是围成空间的实体的壳！而是 空间本身。使用各种物质材料，并采用工程结构方法，只是手段。人们盖房子总是有它具体的目的和要求要求的，这在建筑中叫 做功能。功能在建筑中起着相当重要的作用。建筑.不仅用来满足生活需要，而且还要用来满足整个社会的 各种需要。由于社会向建筑提出各种不同的功能要求，于是就出现 了许多不同的建筑类型。各类建筑由于功能

2、要求的干差万别，反映 在形式上也必然是千变万化的。K么，建筑的形式究竟和功能有着什么样的联系呢所谓建筑 形式主要是指它的内部空间和外部体形，而外部体形又是内部空问 的反映，因而归根结底我们还必须去探索功能和空间之间的内在联 系组成建筑最基本的单位是单个的房间，它的形式必须适合于一 定的功能要求。然而就一幢完整建筑来讲，功能的合理性却不仅仅有赖于单个 房间的合理程度，而且还有赖于房间之间的组台。一定的功能要求 只能采用与之相适应的空间组合形式才能满足其使用要求，这就表 现为功能对于空间形式的规定姓1相反地，同一功能要求也可以用多种形式的空间来适应。所以 功能对于空间形式既有规定性又有灵活性。看待

3、建筑功能的合理性不能脱开一定的社会条件而追求一种抽 象的绝对的标准。此外.在看待建筑功能问题上还应当有发展观点。人类物质生 活和精神生活是由低级向高级发展的。建筑，作为满足人类生活的 需要，也必然要随之发展和变化。建筑中的功能因素所回答的正是社会发展所提出的各种要求，而 这种要求却不是静止的、一成不变的。恰恰相反，它是一种无时无 刻都在变化发展的因素。最终必将导致对于旧的空间形式的否定。功能的变化和发展带有自发性，它在建筑中占主导地位，经常 都是处于支配地位，成为推动建筑发展的原动力。但也不能否定空 间形式的反作用：一种新的空间形式的出现（被创诰出来），不仅适 应了新的功能要求，而且还会反过来

4、促使功能朝着更新的高度发展。I空间形式和功能一起构成了建筑发展的两个环节，正是由于这 两个环节互相推动和作川，才能促使建筑由低级向高级发展。二、从精神和审美要求来看供人居住或使用的建筑应考虑它对 于人的精神感受上所产生的巨大影响。还要考虑到人们对于建筑所 提出的精神方面的要求。选择对称的形式，主要是取决于人们对它提的精神方面的要求希望能够获得庄严、雄伟的气氛。个别建筑类型如纪念碑、凯旋门，其形式的决定主要不是取决于物质功能.而是取决于精神要求！与上述的情况正相反，也有一些类型的建筑如仓库、堆站等， 由于和人的关系不甚密切。对于这一类建筑，它的形式则基本上取 决于功能使用要求，而很少、甚至不考虑

5、人的精神感受方面的要求。除以上的建筑类型外，一般的居住建筑、公共建筑和工业建筑 都必须同时满足人们对它提出的物质功能和精神感受这两方面的 要求，并且以这两方面的因素作为基本内容而谋求与之相适应的建 筑形式。物质功能决定空间体量，处在主导地位。不能说一切建筑都具有艺术性。普通建筑还是应当按照实用、经济、美观的原则，恰如其分地处 理好空间和体形、整体和细部的关系而使之符合手统一写变化、对 比与微差均衡与稳定等形式美的基本原则。形式美和艺术性是两个不同的范畴。在建筑中，凡是具有艺术性 的作品都必须符合于形式美规律，反之，凡是符合于形式美规律的 建筑却不一定具有艺术性。建筑艺术虽然也能反映生活但却不能

6、再现生活，由于他的表现 手段不能脱离具有一定使用要求的空问、体量，因而一般说来，他 只能运用一比较抽象的集合体型，运用线、面、体各部分的比例、 均衡、对称、色彩、质感、韵律等的统一和变化而获得一定的艺 术气氛一一诸如庄严、雄伟、明朗、幽雅、忧郁、沉闷、神秘、恐 怖、亲切、宁静。等，这就是建筑艺术不同于其它艺术的地方一 它是一种I象征型勺艺术。一切艺术总是要立意在先的。精神要求必须与功能性质相适 应。建筑性格特征所表现的是建筑物的个性。每一幢建筑由于功能 性质不同，地形及环境景件不同，设计者的意图和构思不同，应当 具有自己独特的形式和特点。除此以外.建筑形式还不可避免地要 反映某个特定历史时期和

7、特定民族、地区的特点。由时代所赋予的， 称之为时代风格。同理，由民族或地区所赋予的，称之为民族或地 区风格。再进一步地说，在建筑设计领域中，这种由作者赋予建筑以某 种特征的称之为I个人风格。建筑，不仅要满足统治阶级对它提出的物质功能要求，还必须 反映一定社会占统治地位的意识形态。中外历代的统治者都懂得怎 样利用建筑艺术来巩固他们的政治统治。这表明建筑艺术和其它艺 术一样，不仅是一定社会经济基础的反映，而又反过来起着保护经 济基础的作用，因而它成为了上层建筑的一个组成部分。我国东方型的文化传统和西方文化完全出于两种不同的渊源，要 创造新的建筑风格势必要同时吸取这两种文化传统的精华，要把这 两者熔

8、铸在一起，需要一个漫长的过程。三、从物质技术手段方面来看某种形式的空间，不单取决于我们的主观愿望，而主要是 取决于工程结构和技术条件的发展水平。由此可见，功能与空间形 式的矛盾从某种意义上讲又表现为功能与工程技术，特别是与结构 的矛盾。功能作为建筑的首要目的，它的发展带有自发性，是最活 跃的因素。它的要求和推动，促进了工程结构的发展，所以，功能对于结构发展所起的推动作用。当然.结构的发展也有其相对的独立性。因为，结构的发展一 方面取决于材料的发展，另一方面则取决于结构理论和施工技术的 进步。功能要求是一种最活跃的因素，但新的结构形式和体系也会反过 来推动建筑向前发展。新结构更符合于力学的规律性

9、，它自身必然有一种内在的和谐 统一性，新的材料和新的结构方法要求在新的基础上的统一.这就必然 导致对于传统形式的否定，我们应当以积极的态度来看待这种变革。 新材料与新结构的出现与建筑形式之间的统一需要一个过程，片面夸大结构的作用，认为结构决定一切或者结构合理就是美， 这种观点抹煞了建筑的民族风格和地方特点。四、从建筑发展趋势方面来看所以，建筑的发展主要是由于它的内部矛盾运动，亦即内容、 手段和形式这三者之间既互相对立又相互制约而造成的。建筑内部矛盾双方既互相戏引又互相排斥。在建筑中，功能 表现为内容，空间表现为形式.这两者所构成的对立统一的辩证发 展过程，按否定之否定规律而呈周期性。除功能与建

10、筑形式之间对立统一的辩证发展关系外.在建筑发 展过程中还贯穿着艺术形式与思想内容之问对立统一的辩证关系。 这层关系通过建筑风格的演变来表现，也具有周期性。黑格尔：“每一门艺术都有它在艺术上达到完满发展的繁荣期，前 此有一个准备期，后此有一个衰落期。” 1种建筑风格必然也要经 历开始、进展、完成、衰亡和终结等过程。我国封建社会延续的时间过长，作为推动建筑发展的主要因素一一 功能与技术一一长期处于停滞不前的状态所造成的。但不论是日本还是西方，经济和科学技术的发展水平都比我们 先进得多，假如说找们所处的发展阶段比先进的国家差半个周期， 那么别人当前所要否定的东西则可能正是我们所要提倡的东西。当然.这

11、决不是说我们可以重蹈别人的旧辙亦步亦趋地爬行。 我们一定可以创造出带有中国特点的现代化的建筑新风格。第二章功能与空间谁都不能抹煞功能在建筑中所处的地位。沙利文提出“形式由 功能而来”的看法。事物的形式是由它的内容决定的。功能既然作为人们建造建筑 的首要目的，必然要左右建筑的形式。但是，却不能机械地认为：有什么样的建筑功能，就必然产生什么 样的建筑形式。与功能有直接联系的形式要素是什么呢？是空间。建筑，人们 要用的，不是别的，而是它的空间。建筑功能，要求与之相适应的 空间形式。但审美、工程结构、技术、材料 等也会或多或少地影响到建 筑空间的形式。因而，不能认为建筑的空间形式就是由功能所决定 的。

12、但有一点必须肯定：即建筑空间形式必须适台于功能要求。即 功能对空间形式的一种制约性（规定性）。三个方面：一、量的规定性：二、形的规定性：三、质的规定性：所围合的空间具有适当的条件（如温度、湿 度等），以防止物品受曼损害或变质。为了适应使用要求，房间在大小、形状、朝向和门窗设置上都 应有其特点和形式。一、功能对于单一空间形式的规定性房间是组成建筑最基本的单位。不同性质的房间，由于使用 要求不同.必然具有不同的空间形式。（一）功能对于空间大小和容量的规定性（二l功能对王空间形状方面的规定性住）功能对于空间质的规定性I质的条件，最起码的要求就是能够避风雨、御寒暑；再进一步 的要求则是具有必要的采光、

13、通风、日照条件；少数特殊类型的房 间还要求防尘、防震、恒温、恒湿等。对于一般的房间，所谓空间 的质，就是指一定的采光、通风、日照条件。这个问题直接关系到 开窗和朝向。开窗是为了采光；二是为了通风。为了获得必要的采光和组织 自然通风，可以按照功能特点、分别选择不同的开窗形式。开窗面 积的大小主要取决于房间对于采光（亮度）的要求。和开窗相联系的是房间的朝向。它直接地影响到空间质的优 劣。居室、托幼建筑的活动室、教室、疗养院建筑的病房等.为 了促进健康，应当力争有良好的日照条件；另外如博物馆建筑的陈 列室、绘画室、雕塑室、化学实验室、书库、精密仪表室等， 为了使光线柔和均匀或出于保护物品免受损害、变

14、质等考虑，则尽 量避免阳光的直接照射。两类中的前一类房间应当争取朝南，而后 一类房问则最好朝北。门的数量主要取决于房间的容量和人流活动特点，容量愈大、 人流活动禽频繁、愈集中、门的数量则愈多。至于开门的位置，则 应视房间内部的使用情况以及它与其它房间的关系而定，有的适合 于集中，有的适合于分散。房间是组成建筑最基本的单位，必须保证房间的功能合理性。 就必须做到：具有合适的大小、形状、门窗设备以及朝向，即：就 是合适的空间形式。不仅门窗的设置属于形式，就连天花，地面、墙面上的任何处 理（包括色彩、质感）都属于空间形式。二、功能对于多空间组合形式的规定性然而，房间与房间之间是互相联系的，必须处理好

15、房间之间 的关系问题。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。建筑 物的功能要求对于多空问的组合也具有某种规定性，即：必须根据 建筑物的功能联系特点来选择与之相适应的空问组合形式。房间之间的功能联系将直接地影响到整个建筑的布局。走道来连接各此外.还要善于根据功能特点来选择合适的空间组合形式: _（一）用一条专供交通联系用的狭长的空间使用空间的空间组合形式即走道式。特点是：把使用空间和交通联系空间明确地分开， 既可以保证各使用空间的安静和不受干扰,又能把各使用空间连成 一体：使它们保持功能联系。适合于单身宿舍、办公楼、学校工 院、疗养

16、院等。（二）各使用空间围绕着楼梯来布置的空间组台形式即以垂直交通联系空间连接各使用空间。即单元式。由于楼梯出走道集中、周界短，因而它所连接的使用空间必然是既少又小。 使得它具有规模小平面积中紧凑和各使用空间互不干扰等优点。 非常适合于人流活动简单又要保证安静的住宅建筑、托幼建筑（三】以广厅直接连接各使用空间的空间组合形式通过广厅一一供人流集散和交通联系的空间一一把各主要使 用空间连接成一体。以广厅为中心，各使用空间呈辐射状与广厅直 接连通，使广厅成为整个建筑物的交通联系中枢。一幢建筑可设一个或几个这样的交通中枢，其中可以有主有 从，主要的中枢即是中央广厅，通常与主要人口结合在一起，起着 总人流

17、的分配作用；次要中枢即是过厅，起着人流再分配的作用。减轻了人流对使用空间的干扰。可以保证各使用空间不被穿 行。增加了使用和管理上的灵活性。.它适合于人流比较集中、交诵联系频繁的公共建筑如展览馆、 火车站和图书馆I等。（四）使用空间互相穿套、直接连通的空间组合形式通常称为套间式。前面三种空间组合形式，都是把使用空间和 交通联系空间明确地分开。套间式则是把各使用空间直接地衔接在 一起而形成整体，不存在专供交通联系用的空间。有三种组合形式：1 .由联式各使用空间首尾相连，连接为整体（构成循环）。各 使用空间直接连通，关系紧密且具有明确的程序和连续姓适合于 博物馆、陈列馆建筑。2在一个完整的大空间内自

18、由灵活地分隔空间这种空间形式 打破了传统的“组合”概念它不是把若干个独立的空间通过某种方 式或媒介连接在一起而形成整体.而是把一个大空间分隔成为若干 个部分，这些部分虽然有所区分，但又互相穿插贯通，彼此之间没 有明确、肯定的界线，从而就失去了各自的独立性。这种空间形式是西方近现代建筑的产物，它的主要特点是打破 工卢典建筑空间组合的机械性，而为创造高度灵活、复杂的空间形 式开辟了可能性。3在一个大空问内沿柱网对空间进行分隔。由于把交通联系空 间与使用空间合而为一.使得被分隔的空间直接连通、关系紧密， 加之柱网的排列整齐化一，这些将有利于交通运输路线的绢织，适 合于生产性建筑的丁艺流程。五）以大空

19、间为中心、四周环绕小空间的空间组合形式特点是:主体空间十分突出、主从关系异常分明，另外，由于 辅助空间都直接地依附于主体空间，因而与主体空间的关系极为紧 密。一般而院建筑剧院建筑、体育馆建筑I都适合于采用。某些 菜市场商场、火车菇、航空站也可以采用以上从功能对于空问形式的规定性的角度，阐明不同性质的建 筑，由于功能特点不与、人流话动情况不同，必然要求与之相适应 的空间组合形式，也就是建筑的空间绢合形式必须适合于建筑的功 能要求但绝大多数建筑都必须综合地采用两种、三种或更多种类 型的空间组合形式，以一种类型为主。例如旅馆建筑，它的客房部 分无疑适合于采用走道式的空间组合形式.但公共活动部分则适合

20、 于采用套间式或广厅式的空间组合形式。幢建筑的主体部分空间组合形式和房间位置的安排，是根据 该建筑的主要人流路线所决定的。在律筑设计的实践中，既要尊重功能对于空间形式的规定性， 也要充分地利川它的灵活性。把规定性和灵活，性辩证地统一起来， 才能使我们的创作既适用经济、又具有生动活泼的形式。规定性和灵活性取决于主、客观两方面的因素。客观因素是建 筑物功能本身的特点。主观因素主要取决于I设计者的想象力和技巧 的熟练程度。第三章空间与结构建筑空间，都是人们凭借着一定的物质材料从自然空间中围隔 出来的，但一经围隔之后.这种空间就改变了性质一一由原来的自 然空间而变为人造空间。人们围隔空间有两重目的：其

21、一，也是最 根本的，是为了满足一定的功能使川要求1其二，还要满足一定的 审美要求。前一种，就是要符合于功能的规定性I后一种，则是要 使这种围隔符合于美的法则一一具有统一和谐而又富有变化的形式 或艺术表现力。 如果把符合于功能要求的空间称之为适用空间；把符合于审美 要求的空间称之为视觉或意境空间电按照材料性能和力学的规律 性而围合起来的空间称之为结构空间，1这三者根据不同，制约条件不同，因而它们并不天然就是吻合一致的，所以要求建筑师必 须把这二者有机地统一为一体。II和古代建筑师不同，现代的建筑师必、须和结构工程师相配合才 能最终地确定设计方案，正确地处理好上述三者的关系就显得更为 重要。工程结

22、构，虽然同时服务于功能和审美，但它和功能的关系要 紧密得多。任何一种结构形式都要随着功能的发展和变化，不断地 趋于成熟，从而更好地适应于功能的要求。不同的功能要求都需要有相应的结构方法来提供与功能相适 应的空间形式。从设计一开始就应当把满足功能要求和保证结构的 科学性结合在一起。然而不应忘记结构还要满足精神和审美方面的要求。不同的结 构形式不仅能适应不同的功能要求，而且也各自具有其独特的表现 力。我们应当怎样对待现代技术？毫无疑问，我们应当利用它、驾 驭它，力求扩大它的表现力并使之为建筑创作服务。才不愧于我们 这一代建筑师的职责。现代技术包括的内容是相当广泛的，但是结构占据着特别突出 的地位。

23、由于它对自然空间围隔中起着决定性的作用，还因为它直 接地关系到空间的量、形、质等。让我们来讨论空间与结构的关系。一、以墙和柱承重的粱板结构体系以墙和柱承重的粱板结构体系，是一种既古老又年青的结构体系，直到今天人们还利用它来建造建筑。这种结构体系由两类基本构件组合而形成空间。一类构件是墙柱：另一构件是粱板。前者是垂直面；后者是水平面。墙和柱所承 受的是垂直的压力；梁和板所承受的是弯曲力。其最大特点是: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1古代建筑正是由于受到选种结构的限制，因而不可能获得较大 的室内空间近代钢筋混凝土梁板，是由两种材料组合在一起而共同工作 的，由于较充分地发挥

24、了混凝十的抗压能力和钢筋的抗拉能力，因.料组合在一起而共同工作 能力和钢筋的抗拉能力，因 而是一种比较理想的抗弯构件。钢筋混凝十梁板可以不受长度的限 制而做成多跨连续形式的整体构件，可以使弯矩分布均匀，较有效地发挥出材料的潜力。尽管多跨连续的钢筋混凝梁板具有整体性强和较好的经济效 果，但是这种梁板必须在现场浇制，这不仅需要大量的模板，而且 施工谏度慢L为此，当前我国多采用预制钢筋混凝土构件。有些建筑，由于功能要求有较大的室内空间，为此就需要用粱 柱体系来代替内隔墙而承受楼板所传递的荷重，从而形成外墙内柱 承重的结构形式。 了提高劳动生产率和加快施工谏度，近年来又出现了大型板 材结构和箱形结构！

25、优越性是工厂化，大大地加快了施工速度。但 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 种结构形式仅适用于功能要求比较确定、一房间组成比较简单的住宅 建筑。】二、框架结构体系也是一种古老的结构形式。特点是：把承重和围护（分隔空间）明确分开.在欧洲发展起来的半木结构，是一种露明的木框架结构。可以 形成高达数层、并具有相当稳定性的整体木框架结构.这种结构不 仅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。另外，按照建筑物的规模，这种结构可以分成若干 个开间，每一开问之问设置立柱，门窗等开口可以安放在

26、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L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。但木框架与填充墙不可能结合严密，因而它只流行于气候比较 温暖的中欧地带。随后这种露明的框架就逐渐地被覆盖起来，从而 形或为一种殖民地式的建筑风格。我国古代建筑所运用的术构架也是一种框架结构，它汉代就趋 于成熟。粱架承担着屋顶的全部荷重，而墙仅起围护空间的作用， 可以做到“墙倒屋不塌”。我国传统木构架构件用榫卯连接，匠师们 在长期实践中刨造了各种形式的榫卯，并且加工制作十分密、严谨， 从而使整个建筑具有良好的稳定性。我国古典建筑之所以具有十分独特的形式和风格，这固然和我

27、国古代社会的生活方式、民族文化.统.、地理气候条件有着不可分割的联系，但是采用木构架的结构传统、 . I方法对于形式的影响也是一个不容忽视的重要因素。_用砖石也可以砌筑成为框架结构。1315世纪欧洲的高直式1 建筑。高直式教堂所采用的尖拱拱肋结构，无论从形式或受力状况 上看都不同于罗马时代的筒形拱或穹窿。特点是把拱面上的荷重分 别集中在若干根拱肋上，再通过这些交叉的拱肋把重力汇集于拱的 矩形平面的四角.这样就可以通过极细的柱墩把重力传递给地面。 高直式教堂就是以重复运用这种形式的基本因空间单元而形成宏大 的室内空间的。在这种结构体系中，为了克服拱肋的水平推力，又 分别在建筑物的两侧设置宽大的飞

28、扶壁。尽管运用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。由此可见，结构形 式和材料的力学性能之间存在一个适应与否的问题。钢筋混凝土不仅强度高、防水性能好，既能抗压又能抗拉而 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。除钢筋混凝土外。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。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。我国一般均采用钢筋混凝钢筋混

29、凝土框架结构的荷重分别由板传递给梁，再由粱传递给 柱，因此，它可以根据建筑物的功能或美观要求自由灵括地分隔空 间。承重和围护两者分工明确。这样，外墙仅起保温1热作用， 内墙仅起隔声和遮挡视线作用。则可以选用最轻、最薄的材料来做 内墙或外墙，特别是外墙.大面积的玻璃幕墙来取代厚重的实墙， 极大地减轻结构的重量。钢和钢筋混凝土框架结构问世之后，对于建筑的发展起了很大 的推动作用。勒柯布西耶预见到这种结构会给建筑发展带来深刻 影响。他的新建筑五点：1.立柱、底层透空；2平顶、屋顶花园； 3.骨架结构使内部布局灵活；4骨架结构使外形设计自由；5.水 平的带形窗。近代框架结构的应用，不仅改变了传统的设计

30、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一一上轻 下重、上小下大、上虚下实。采用框架结构的近现代建筑可以根本 无视这些原则.甚至还可以把这些原则颠倒过来一一采用底层透空 的处理手法，使建筑物的外形呈上大下小上实下虚的形式。另外.用砖石结构形成的空间，最合逻辑的形式就是由六面体 组成的空间一一由四面直立的墙支托着顶盖。六面体空间形式所反 映的正是典型的传统的空间观念。采用框架结构的近代建筑，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，同时还极大的丰富了空

31、间的 变化，所谓“间正是对于传统空间观念的一种突破。其它如开门、开窗，立面处理等也都因为框架结构的应用而产 生极为深刻的变化，这都在不同程度上改变了传统的审美观念。三、大跨度结构体系古代建筑室内空间的扩大是和拱形结构的演变发展紧密联系 着的，一切拱形结构一一包括各种形式的卷、筒形拱、交叉拱、穹 窿，都是为了谋求更大室内空间的产物.从梁到三角券，是向拱形结构迈出的第一步。楔形石块砌成的 放射券，标志着拱形结构成为一种独立的结构体系。拱形结构和梁 板结构最根本的区别在于这两者受力的情况不同：粱板结构所承受 的是弯曲力；拱形结构承受的主要是轴向的压力。在以天然石料作 结构材料的古代，用小块的石料不仅

32、可以砌成很大的拱形结构，并 且还可以跨越相当大的空间。 拱形结构在承受荷重后除产生重力外还要产生横向的推力，拱 的跨度愈大。支承它的墙则愈厚。为了克服这种局限，人们又创造 出一种双向交叉的筒形拱。与单向筒形拱相比灵活性要大得多，如 卡瑞卡拉浴场。|穹窿结构也是一种古老的大跨度结构形式。早期半球形穹窿结构的重力是沿球面四周向下传递的。这种穹 窿只适合圆形平面的建筑。而后切圆的四周使球面上的荷重先传递 给四周弓形豹拱上，然而再通过角部的柱墩把重力传递至地 面。这种穹窿允许把四周处理成为透空的形式，给平面布局和空间 组合了的灵括性。继叫占庭建筑中出现了一种以穹窿结构覆盖方 形平面的空间、而用帆拱（圣

33、索菲亚大教堂）在大跨度结构中，结构的支承点愈分散，对于平面布局和空间 组合的约束性就愈强反之，结构的支承点愈集中，其灵活性就愈大。到了近代，由于铸铁、钢等金属材料在建筑中大量应用.于是 就出现了一些新的金属大跨度结构一一由铸铁或钢制成的拱或穹窿 结构。由于金属是一种高强度的建筑材料，用它来做拱或穹窿不仅 跨度大而且建筑外形轻巧，但却与传统的风格桔格不人。这个时期 出现的一些金属拱或穹窿建筑处理上尽管还欠成熟，但是却具有强 大的生命力，它预示着建筑技术必将面监一场新的革命，并宣告古 典建筑形式的终结桁架也是一种大跨度结构。符合于力学原理的新型桁架的出现 是近代的事。特点是：把整体受弯转化为局部构

34、件的受压或受拉，从而有效 地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。桁架结构虽然可以跨越较大的空间，但是由于它本身具有一定 的高度，而且上弦一般又呈两坡或曲线的形式，所以只适合于当作 屋顶结构。在平面力系结构中，刚架和拱也是近代建筑所常用的大跨度结 构。刚架结构根据弯矩的分布情况而具有与之相应的外形一一弯 矩大的部位截面大，弯矩小的部位截面小，这样就充分发挥了材料 的潜力。因此刚架可以跨越较大的空间。近代的拱和古代的拱在形式上有某些相似之处，但近代的拱所 用的材料由钢或钢筋混凝土取代了砖石。同时，对于拱的受力状况 有丁更加科学的认识，这主要表现在拱形的设计上力求使之具有合 理的外形，从而把拱内的弯矩

35、值降到最小限度，或者完全消除弯曲 力。刚架和拱在覆盖空闯的方式上与桁架相似，这里不拟赘述。所 不同的是三者剖面形式各有特点：桁架的下弦一般保持水平；刚架 呈中部高两边低的两坡形，但坡度较平缓；拱呈中部高两边低的曲 线形。虽然用钢、钢筋混凝土等材料做成的桁架、刚架或拱可以跨越 较大的空问，从而解决了大空间建筑的屋顶结构问题，但是这些结 构仍存在着很多缺点，为了改变这种状况，二次世界大战以后，国 外某些建筑师和工程师，从某些自然形态的东西二二鸟类的卵、贝 壳、果壳一中受到启发，进一步探索新的空间薄壁结构L在这些 空间薄壁结构中，折板和壳应用得最普遍用轻质高强材料做成的结构，若按强度计算，其剖面尺寸

36、可以 大大地减小.但是这种结构在荷载的作用下，却容易因变形而失去 稳定并最后导至破坏。壳体结构由于具有合理的外形，不仅内部应 力分配既合理又均匀，同时又可以保持极好的稳定性.所以壳体结 构尽管厚度极小却可以覆盖很大的空间。壳体结构按其受力情况不同可以分为折板、单曲面壳和双曲面 壳等多种类型。在实际应用中.壳体结构的形式更是丰富多采的。 它既可以单独地使用，又可以组合起来使用：既可以用来覆盖大面 积空间，叉可以用来覆盖中等面积的空间；既适合于方形、矩形平 面要求.又可以适应圆形平面、三角形平面，乃至其它特殊形状平 面的要求。悬索结构I也是二战后发展起来的:由于钢的强度很高，很小的 截面就能够承受

37、很大的拉力，因而早在本世纪初就开始用刚索来悬 吊屋顶结构。当时，这种结构还处于幼年时代，悬索在风力的作用 下容易产生震动或失稳，一般只用在临时性的建筑中。二次大战后， 一些高强度的新品种钢材相继问世.其强度竞超过普通钢几十倍 但刚度却大体停留在原来的水平上，最合逻辑的方法就是以受拉的 传力方式来代替受压的传力方式.悬索结构正是在这种情况下应运 而生的。（拉莱城牲畜贸易馆）悬索在均布荷载作用下必然下垂而呈悬链曲线的形式，索的两 端不仅会产生垂直向下的压力，而且还会产生向内的水平拉力。单 向悬的稳定性很差，特别是在风力的作用下，容易产生振动和失稳。为了提高结构的稳定性和抗风能力，还可以采用双层悬索

38、或双 向悬索。双层悬索结构王面呈圆形.索分上下两层，下层索承受屋 顶全部荷重，称承重索；上层索起稳定作用。搴稳定索，上下两层 索均张拉于内外两个圆环上而形成整体，其形状如自行车车轮.故又称轮辐式悬索结构。这种形式的悬索结构不仅受力状况均衡、对 称，而且还具有良好的抗风能力和稳定性。除双层悬索外，用双向 悬索分别张拉在马鞍形边粱上，也可以提高结构的稳定性。这种形 式的悬索结掏承重索与稳定索具有相反的弯曲方向，向下凹的一组 索为承重索，承受屋顶的全部荷重，向上凸的一组索为稳定索，这 两组索交织成索网.经过预张拉后形成整体，具有良好的稳定性和 抗风能力。除上述各种悬索结构外，还有一种结构是利用钢索来

39、吊挂混凝 土屋盖的，这种结构称之为悬挂式结构L其特点是：充分利用钢索 所具有的抗拉特点，而减小钢筋混凝土屋盖所季受的弯曲力。悬索结构除跨度大、自重轻、用料省外还具有以下一些特点： 1平面形式多样，除可覆盖一般矩形平面外，还可以覆盖圆形、椭 圆、正方形、菱形乃至其它不规则平面的空司，使用的灵活性大、 范围广；2、多变的曲面所形成的内部空间既宽大宏伟又富有运动感; 3主剖面呈下凹的曲线形式，曲率平缓，如处理得当既能顺应功能 要求叉可以大大地节省空间和空调费用；4外形变化多样，可以为 建筑体形和立面处理提供新的可能性。在建筑设计中。如果处理好 建筑功能与结构的关系，可以创诰出优美的建筑空间和形网架结

40、构也是一种新型大跨度空间结构。它具有刚性大、变形 小、应力分布较能大幅度地减轻结构自重和节省材料等优点。网架结构可以用木材、钢筋混凝土或钢材来做，并且具有多种多样的形 式，使用灵恬方便，可适应于多种形式的建筑平面的要求。近年来 国内外许多大跨度公共建筑或丁业建筑均普遍地采川这种新型的大 跨度空问结构来覆盖网架结构可分为单层平面网架、单层曲面网架、双层平板网架 和双层穹窿网架等多网形式。单层平面网架多由两组互相正交的正 方形网格组成，可以正放，也可以斜放。这种网架比较适合于正方 形或接近于正方形的矩形平面建筑。如果把单屋平面网架改变为曲 拱或穹窿网架，将可以进一步提高结构的刚度并减小构件所承 受

41、的弯曲力。从而增大结构的跨度，近年来流行的平板空间网架结构，是一种双层的网架结构，一 般由钢管或型钢组成。它的形式变化较复杂，其网格有两向或三向 的两种。两向的网架是上下两层网架由纵、横两组成正交（90。）的 网格所组成，这种网架既可以正放，也可以斜放，比较适用于正方 形或矩形建筑平面。三向的网架是上下层网架由三组互成60。斜交 的网格组成，这种网结构的刚度比前一种强，较适合于三角形、六 角形或圆形建筑平面的要求。平板双层钢网架结构是大跨度建筑中应用得最普遍的一种结 构形式，近年来我国建造的大型体育馆建筑都是采用这种形式的结 构。新型大跨度结构一一壳体、悬索、网架等与古代的拱或穹窿相 比具有极

42、大的优越性.这主要表现在以下四个方面：一、跨度大。二、矢高小、曲率平缓、剖面形式多样。一一能够把空间的利 用率提高到最大的限度。三、厚度薄、自重轻。用轻质高强材料做成的新型大跨度结构，其厚度仅数厘米，这 不仅可以大幅度地节省材料、减轻结构自重.而且还可以把建筑物 的外观处理得更轻巧、通透，生动活泼。四、平面形式多样。新型大跨度结构类型多样、形式变化极为丰富，它既适合于矩 形、正方形和圆形平面的建筑.又适合于三角形、六角形、扇形、 椭圆形；乃至其它不规则的建筑平面.这就为适应复杂多样的功能 要求开辟了宽广的可能性。四、悬挑结构体系悬挑结构的历史比较短暂，这是因为在钢和钢筋混凝土等具有 强大抗弯性

43、能材料出现之前.用其它材料不可能做出出挑深远的悬 挑结构。一般的屋顶结构，两侧需设置支承，悬梁结构只要求沿结 构一侧设置立柱或支承，并通过它向外延伸出挑，用这种结构来覆 盖空间.可以使空间的周边处理成没有遮挡的开放空间L由于悬挑 结构具有这一特点，因而体育场建筑看台上部的遮篷，火车站、航 空港建筑中的雨篷，影、剧院建筑中的挑台等多妥用这种结构形式。 另外，某些建筑为了使内部空间保持最大限度的开敞、通透，外墙 不设立柱，也多借助于悬挑结构，来实现上述意图。悬挑结构分为单面出挑和双面出挑两种形式。单面出挑的悬挑结构横剖面呈“厂”字形.这种结构由于出挑部分的重心远离支座，如处理不当整个结构板易倾覆。

44、双面出挑的悬挑结构，其横剖面呈“T”字形，这种结构形式 是对称的，因而具有良好的平衡条件。一般体育场看台上部的遮篷 属于前一种形式，由于看台本身具有极好的稳定性，如使两者结合 得很强固将不致产生倾覆现象。火车站、航空港建筑的遮篷多采用 后一种形式。这种形式虽然本身具有良好的平衡条件，但为保证安 全，支座立柱的基础也必须作妥善处理。还有一种四面出挑、形状如伞的悬挑结构。它的主要特点是： 把支承集中于中央的一根支柱上，而使所覆盖的空间四面临空。 近代某些建筑师常常利用这种结构来实现这样一种设计意图一一室 内空问呈中央低、四周高，周边不设置立柱，而使外“墙”处理成拉班特省展览馆就是采用这种形式的结构

45、。伞状悬挑结构既可单独地使用，也可组合在一起使用。把若干 个正方形或六角形平面的伞状结构组合在一起，将可以覆盖大片的 空间，国外的一些展览馆、工业厂房就是借这种结构而形成空间的。五、其它结构体系还有一些比较新的结构类型，它们是:I剪力墙结构、筒结构、 帐篷结构和充气结构。高层建筑、特别是超高层建筑既要求有很大的抗垂直荷载能 力、又要求有相当高的抗水平荷载能力，近年来国内外新建的一些 高层建筑有的巳采用剪力墙结构来代替框架结构。剪力墙的侧向剐 度和抗水平荷载能力要比框架结构大得多.随着建筑层数的不断提高，其水平荷载将急剧地加大.剪力墙 的间距则越来越小、最终必将导致完全取代框架，而使建筑物的主

46、要横墙全部成为既能承挡垂直荷载、能抵抗水平荷载的剪力墙结构。剪力墙结构I也是把承重结构和分隔空间的结构合而为一的，因 而内部空间处理将受到结构要求的限制而失去灵活性。为了克服这 种矛盾，近年来人们又试图采用井筒结构 核心体系来加强整体的抗侧向荷载能力。这样就可以把分散布置在 各处的剪力墙相对地集中于核心井筒，并利用它设置电梯、楼梯和 各种设备管道，从而使平面布局具有更大的灵活性。国外有些超高 层建筑甚至把外墙也设计成井筒，这样就出现了内、外两层井简。 1972年在纽约建造的世界贸易中心大楼就是一例。帐篷式结构I主要由撑杆、拉索、薄膜面层三部分组成。薄膜面 层是由软体的织物制成，其重量极轻，这种

47、结构的主要问题在于以 何种方法把薄膜绷紧而使之可以抵抗风荷载。当前最常用的方法就 是使之呈反向的双曲面形式一一沿着一个方向呈正曲的形式，沿着 另一个方向呈负曲的形式，作用在正负两个方向上的力保持平衡后， 不仅可以把篷布绷紧，而且还可以使之既抗侧向的压力。又抗侧向 的吸力。帐篷式结构的特点是：结构简单、重量轻、便于拆迁。它 比较适合于用来作为某些半永久性建筑的屋顶结构或某些永久性建 筑的遮篷。用塑料、涂层织物等制成气囊，充以空气后，利用气囊内外的 压差，承受外力并形成一种结构，称为充气结构n充气结构按其形 式可以分为构架式充气结构和气承式充气结构两种类型。构架式充 气结构属于高压充气体系，由于气

48、梁受弯，气柱受压，薄膜受力不 均匀，不能充分发挥材料的力学性能。气承式充气结构为低压充气 体系，薄膜基本上均匀受拉，材料的力学性能可以得到充分地发挥， 加之气囊本身很轻，因而可以用来覆盖大面积的空间。气承结构根据它独特的力学原理，所形成的外形也具有独特的 几何规律性一一处处都是曲线、曲面，而根本找不到任何平面、直 线或直角。这和传统的建筑形式和美学观念很不相同.只有严格地 遵循它的独特规律进行构思，才能有机地把它和建筑功能要求、审 美要求统一成一体。本章介绍的各种类型结构，它们都具有两个共同的地方：一是 它本身必须符合于力学的规律性；二是它必须能够形成或覆盖某种 形式的空间。没有前一点就失去了科学性；没有后一点就失去了使 用价值。一种结构，如果能够把它的科学性和实用性统一起来，古今中 外的建筑，凡属优秀作品，都必须是既符合于结构的力学规律性； 又能适应于功能要求；同时还能体现出形式美的一般法则。只有把 这三个方面有机地