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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇建筑比例的概念,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:模數制度;概念差異;中西方
中圖分類號:TU11
文獻標識碼:A
文章編號:1008-0422(2013)07-0075-02
1.前言
在中西方傳統建筑中,模數制度都被認為是營造技術的重要內容,尤其中國古代木構建筑模數制度與建筑營造觀念和思維、營造制度和營造技術及建筑項目的組織管理都有密切的聯系。隨著建筑史研究的進步與發展,對于模數和模數制度的認識和研究也不斷擴展,至今已有多項研究課題針對模數和模數制度的概念進行分析和闡釋,從不同角度拓展和擴充了模數制度的概念分析與研究。
2.西方建筑模數制度
對模數的概念,西方普遍認可的觀點是:建筑中調節尺寸、比例和結構關系而采用的一種尺寸單位。通常被用作度量單位,基于某種柱式或整棟建筑比例的計量單位,多數將柱子的直徑或半徑當作計量單位或模數。而西方建筑中所使用的“模數”概念,起源于古希臘。古希臘人將模數作為統一構件尺度的最小基本單位,這點在古希臘和古羅馬建筑中已經有明確的體現:模數是各類柱式最重要的控制尺寸,使得各柱式的柱礎、柱身、柱頭和檐部尺寸之間相互協調。如果將五種柱式和它們的所有要素聯系起來,能夠從塔斯干柱式到混合柱式形成高度遞增的序列關系(見圖1)。
公元1世紀的羅馬工程師維特魯威(Marcus Vitruvius Pollio)認為建筑模數是“一座建筑物的整體及細部的構成比例的結果。這些比例是基于量之上的,模數是從結構自身中發掘出來的”。雖然并未對模數概念做出準確的說明,但是提出了模數、細部、柱式、柱徑、比例、均衡等關系,認為建筑物整體和細部之間比例的均衡是建立在此模數關系的基礎上,在分辨柱式時,與其它構件形狀相比比例關系更加重要。文藝復興時期,隨著對新建筑理論的定義和實踐,傳統建筑理論中引進由伽利略和笛卡爾所開創的新科學思想。新科學的目標是依據幾何學和量化性質理解世界,并用數學語言描繪自然現象和各種要素之間的關系。在新科學思想的影響下,各種科學現象已經不僅僅被當作可以觀察的東西,而是首先將其看作是能夠通過數學來清晰構思的事物。在此基礎之上,對于建筑理論的研究注重科學性、技術性和實用性,古典柱式的規則被表述的更加精確和易于記憶。十七世紀的法國建筑師夏爾-佩羅(Chareles Perrault)在他的《古今之比較》關于建筑學的章節中明確指出,比例關系在整個歷史過程中一直在修改。另一位法國建筑師克洛德-佩羅(Claude Perrault)則和維特魯威一樣相信比例關系對于區分柱式的意義要比“決定它們特點的各部分形狀”更加重要。同樣重視比例關系的還有十八世紀法國建筑師弗朗索瓦-布隆代爾(Francois Blondel),他用科學方法來證實比例關系體系的存在和重要性,并認為“建筑學作為數學的一部分,具有穩定持久的原理,通過學習和思索,就有可能推導出無限的結果和對建造有用的規則”。在建筑實際尺寸的成功決策中已經包含了理想比例關系的增減,并且詳細論述視覺校正的問題,用著名建筑作為證據,強調校正尺寸使其在透視上顯得比例正確的必要性。
具有現代意義的模數制度的發展,是伴隨建筑領域的現代主義的發展進行的:1920年美國人A·F·比米斯首次提出利用模數坐標網格和基本模數值未預置建筑構件;第二次世界大戰期間,德國人E·諾伊費特(Ernst Neufert)提出著名的“八分制”,瑞典人貝里瓦爾提出綜合性模數網絡和以10cm為基本模數值的模數理論;第二次世界大戰后,工業化體系蓬勃興起,建筑模數受到重視,至60年代,建筑模數已經形成三種理論:比米斯模數,勒-柯布西耶(Le Corbusier)模數,雷納級數。這些理論對現代建筑模數數列中的疊加原則、倍數原理、優選尺寸等都起過作用;70年代起,國際標準化組織房屋建筑技術委員會陸續公布了有關建筑模數的一系列規定,使得建筑模數制度成為國際標準化范圍內的一種質量標準。
從西方古典建筑到現代建筑,西方建筑中對模數制度和模數關系的應用產生很多的變化,但是比例關系始終是西方模數制度的核心內容。西方模數制度也是將設定模數單位作為模數制度的基礎,通過對不同構件與模數單位之間的尺度和比例關系的控制,達到掌握建筑物整體尺寸關系的目的。
3.模數制度內容分析
在中國古代木構建筑中,模數制度被認為是對基本模數尺度構成現象進行的制度層面的總結。由此“模數制度”可以簡單的理解為尺寸單位的使用規則。如果深入探究“制度”含義中關于社會結構的內容,會發現“模數制度”的產生有深刻的社會因素,它是一個以建筑尺寸和比例關系表達社會等級秩序的復雜規則。通過模數制度的規定能夠有效控制建筑實體基本單位和比例尺寸,從而表達社會等級制度的差異,維護階級社會的等級秩序。
由于模數制度的內容復雜性,在研究模數制度的過程中將模數制度的內容構成劃分為三方面的內容:模數單位、等級關系和尺度關系。其中:模數單位是模數制度中基本度量單位的數量規則,既是尺寸協調中的增值單位,同時也是尺度設計的基本單位,以數量的形式表示單體或構件之間的比例,并通過所對應的尺寸將比例轉化為具體的數值;等級關系是模數制度中基本單位應用范圍的控制性規則,以建筑使用對象和使用目的為依據,通過對模數單位和尺度關系的使用范圍的控制,限定建筑的規模和型制;尺度關系是模數制度中構件尺寸的比例規則,包括比例關系和尺寸關系兩方面內容,比例關系是指單體與單體或單體中各部分之間尺寸大小的相對關系,尺寸關系是指單體中各構件的具體尺寸關系,確定尺寸關系的目的在于確定構件的尺寸大小,以形成與模數相關的比例構成。由此,可將模數制度解釋為:在建筑單體的尺度設計中對比例和尺寸關系的規定。
在中國古代木構建筑的模數制度中,模數單位、等級關系和尺度關系逐漸完善并發展為相對獨立的模數單位制度、數量級差制度和尺度控制制度。材分模數制度和斗口模數制度中,這三部分內容均已形成,并且相互作用共同構成完備的模數制度體系。對模數制度進行內容構成的基本劃分,能夠將復雜的模數制度分解為相對獨立的各組成部分,從而將綜合性的模數制度的分析分解為模數單位制度分析、數量級差制度分析和尺度控制制度分析。
4.中西方模數制度差異
中西方建筑營造中都有比較成熟的模數思想,并且對模數和模數制度的使用范圍和使用方法都進行了系統性的規定,但是對比兩者內容,能夠發現中西方模數制度之間的差異,反映出其文化本質上的區別。以下將從幾個方面對中西方模數制度的差異進行說明。
首先是模數單位制度的區別,中西方模數的基本單位都是小尺寸的衡量單位,兩種模數體系都選擇建筑中一個最基本的構件的尺寸作為建筑的最小模數單位。西方建筑模數制度中通常以柱式直徑為基本單位,中國木構建筑模數制度中則是以斗拱部件的尺寸為基本單位。但是深入分析建筑模數與比例的關系時會發現,西方的模數單位試圖在人體、幾何形體和數字之間找到某種聯系。這種人形的圖解在維特魯威、阿爾伯蒂(L.B.Leon Battista Alberti)、菲拉雷特、維尼奧拉(Giacomo Barozzi da Vignola)甚至勒-柯布西耶(Le Corbusier)等建筑師、建筑理論家有關模數討論都曾出現。在此思想的影響之下,《建筑十書》中確立以下部柱徑為模數,將多立克柱式的柱高假定為與男性身體比例相應的6倍柱徑,同時將愛奧尼柱式的柱高設定為與女性身體比例相近的8倍柱徑。與此不同,中國模數制度的基本單位,始終體現十分清晰的營造概念。材分制和斗口制的模數單位的基本尺寸的取值,更傾向于木材性能的經驗性取值,是經過工匠多年摸索得到的適合木材性能和房屋建筑的尺度。相比之下,中國木構建筑的模數單位更加重視材料本身的性能和建筑營造的需要,而不是刻意追求人體比例或數字美學。
其次是等級制度方面的差異,中西方建筑中都存在不同等級的建筑模數未確定不同規格建筑中的柱子、梁和屋面的尺度及建筑高度,但是這種等級制度的表達卻存在明顯的差異。西方模數制度中不同等級的模數單位所表達的是不同類型的建筑,是以不同柱式來確定不同的建筑造型和基本比例,與社會地位及身份等級之間并沒有直接的聯系。但是中國古代木構建筑的模數制度中等級制度則是在社會等級制度的基礎上形成的,通過對模數制度中單位的分等規定建筑型制、規模與使用者的社會地位之間的關系,將建筑營造與社會秩序聯系起來,賦予建筑獨特的社會性和文化內涵。
關鍵詞:CAD;圖層選擇;比例調整
中圖分類號:TP391.72 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2011) 24-0000-01
Practical Application Analysis of CAD Technology in the Construction Drawing
Li Xiaofen
(Tianjin New Beitang Construction Group Co.,Ltd.,Tianjin300451,China)
Abstract:CAD technical drawing architectural drawings have obvious advantages in practical applications can help designers complete electronic charting,using computational analysis capabilities to help the construction drawing effects to achieve the high efficiency of the automation,the use of layers,proportional selection and other simple the operation will be a variety of complex graphics together constitute a complete architectural drawings.
Keywords:CAD;Layer selection;Scaling
一、CAD技術繪圖的優勢分析
CAD是一種常用的圖形處理軟件,利用其完成人機交互可以完成復雜的圖形繪制工作,軟件本身的友好界面、豐富的圖形指令、強大的編輯與計算功能在建筑工程中獲得了廣泛的應用,更為建筑圖形繪制提供了一種簡單而便捷的方式。利用CAD技術繪制建筑圖形可以保證建筑具有清晰準確的特征,保證各種圖例清晰明了,各種結構包括墻柱、門窗、管線等都可以清晰分辨,同時尺寸、標注、文字說明都也可清除明了。
二、CAD繪制建筑圖時的圖層設置
從CAD技術本身來看,圖層是繪制圖紙的最關鍵步驟,運用其可以對圖形進行管理。在繪制中一些技術人員往往會直接從對象特征工具中選擇顏色、線型等對繪制進行操作,這樣的操作不利于對圖形信息的管理。圖層設置的時候應注意充分對建筑線型進行了解,建立與之相適應的設計標準,如:線型、線寬等。具體看:1)圖層應盡量少。對于建筑工程中繪制的圖紙,應按照主要的墻體、柱、門窗等,利用漢字對圖層進行定義,在繪制建筑圖的時應根據對象的不同而進行歸類,以此將其納入到圖層中,這樣就可以按照一定的規律來完成圖層的組織,才能對相對復雜的圖形元素完成高效的管理。當然圖形對象也應相對細致,不易過細,因為圖層設置過多就會造成繪制中的不便,如門、窗、樓梯等雖然不是同一類結構但也不宜建立獨立的圖層,以簡化繪制過程。2)對零號圖層的使用。在繪制的過程中零號圖層是默認的圖層,雖然使用方便但是并不可取。通常零號圖層是定義模塊。將建筑圖上所有的圖塊集中放置在零號圖層上,在插入其他內容的時候,圖塊會給進插入圖層的屬性而改變,這也就方便了對文件的整體與調用。3)明確圖層定義。在繪制過程中圖層必須進行明確定義,各種對象應與圖層對應,圖層上的各種屬性應進行規范定義。如色彩的定義:首先不同的圖層應標注不同的顏色,以此作為區分;其次顏色應根據輸出的情況進行粗細定義,保證其輸出后的效果。
輸出的時候,如果線型設置寬則應利用相對亮的顏色進行繪制,如:1-7號中的基本顏色;如果情況相反則利用暗色進行繪制。如:柱子層與墻體層在輸出的時候都利用較寬的線條繪制,此時兩個圖層就可以利用青色或者黃色進行繪制,這兩種顏色在CAD中都是亮色。建筑圖紙中常有的線型有:連續線、點畫線、虛線等應盡量保持與相應的屬性、圖層一致,即盡量保證對象屬性與圖層一致,這也就可以保證繪制的圖紙清晰且高效。
三、繪制圖紙的比例選擇
建筑圖紙上所呈現的是不同的比例的圖形,而在繪制中CAD支持各種比例選擇,而繪制中需要人為對此進行控制。如:總圖的比例通常為500或者1000的比例縮小,而樓梯、衛生間等則是1:50。如果在繪制的時候可以根據紙質圖紙上的比例進行換算,將尺寸換算到圖紙大小后進行CAD繪制,整個繪制的過程耗時會很長且增加了錯誤的比例,而影響圖形繪制。因此在利用CAD技術進行建筑圖繪制的時候,其方法與手工處理不同,因為CAD中只有一種比例概念,不論何種比例的圖紙,繪制的時候都可以將每一毫米都對應到CAD中的每一個標準單位上進行繪制,即成為1:1的圖紙。圖紙上顯示的比例要求只要在輸出的時候設置相應的打印比例就完成了比例調整。同時不同的比例還與圖紙上的文字標注相關,文字大小、線性比例、標注的標注全局比例等設置上存在不同。在利用CAD及時繪制建筑繪制的時候,常常采用的1:100的比例,因此在繪制的時候只要進行以下修改:
先對字體進行調整,設置其高度,如中文高度為350,數字高度為250;然后對標注時候的尺寸,即標注全局比例設置為100就可以達到調整比例的目的。然而如果在同一個建筑圖中存在兩種多種比例,如出現了比例的差異,如在1:100的圖紙中有樓梯的大樣,其比例為1:50,此時既可以按照上面的方式將整體比例調整到1:1,繪制完成兩個圖形,然后將1:50的樓梯圖利用放縮的指令完成放大2倍的操作。標注尺寸的時候對樓梯標注為尺寸樣式進行臨時替代,測量單位比例調整為0.5,并進行標注,整張圖在輸出的時候仍可按照1:100進行打印。如果將不同的比例的圖形同時輸出,即打印到一張圖紙上的時候,則可以對每個圖形文件進行比例調整,完成后作出相應的圖塊,利用軟件中的外部參照管理的方式,插入到一個新的文件當中。因為每個圖形都是一個圖塊,因此在出圖前不僅僅可以分別對圖塊進行操作,進行比例縮放,同時也可進行自動更新,這樣就體現了CAD技術的高效性與實用性。
四、結束語
CAD技術是一種繪制圖形的重要輔助技術,其核心就是利用計算機輔助完成圖形的繪制,并利用強大的軟件功能減少錯誤提高效率。在建筑繪制中,CAD技術可以幫助提高圖形繪制的準確性,并利用不同的圖層完成對圖紙的區分,以此最大限度的滿足了建筑繪制的需求。
參考文獻:
[1]謝新茂,王萍,王亮.CAD建筑制圖實用方法探究[J].西安石油大學學報(自然科學版),2009,05
關鍵詞:美學;理念;建筑設計;研究
現如今,在當代社會中現代建筑物為人們提供一個良好生活環境的同時,還需要考慮人們對精神生活的需求,而傳統的建筑形式并不能滿足當代人們的感官需求,需要在藝術方面和美學方面進行創新,是當代建筑設計的重點所在。
一、美學規律的協調性
良好的建筑作品可以使城市空間中的人為因素和資源環境有機的融合,在提高歷史文化價值的同時,使人們居住的精神生活也得到提高。由于人們對美學的理解各有所見,但建筑藝術中美學的應用是具有一定的規律的,想要實現房屋設計的美學特征,就需要按照相應的美學規律進行設計,使房屋建筑設計符合藝術的要求。實現不同藝術的一大重要前提,是保證設計具有一定的協調性。房屋建筑具有多種設計方案,而且在設計過程中也具有多種多樣的設計意圖。在當前的房屋設計中,由于出現多樣性而造成協調性嚴重缺乏,導致房屋的美學特征喪失。第一,房屋建筑要實現幾何形的統一,實現房屋建筑協調性主要基礎條件就是幾何形體的統一,要實現幾何形體的統一,需要對幾何形體中的關系進行合理的分配,并且多尺寸、形狀等進行協調。第二,需要實現主次分明。例如,例如較小部位和較重部位的主次關系。第三,根據形狀的協調性,尺寸協調,并且將其貫徹到建筑物中,這是能夠將建筑物從內到外變成統一結構,最可靠的方法。對建筑進行分解,可以把其分解為從屬與主體兩個部分,在建筑的設計上,要明確對待從屬這一部分,以防出現主次不分明的現象對建筑表現形式造成平淡與松散的影響。此外,設計建筑外觀時,一定要對從屬和主體進行各自對待,以達到突出重點的目的。主體部分需要從屬部分去襯托,這樣才會使建筑外形的表現力得到提高。其次,色彩的協調要特別的注意,選擇建筑材料時,建筑色彩應該合理的搭配,這才會使藝術形成良好的風格,同時也可以達到色彩協調的目的。而且,選擇色彩時,應該懂得不同色彩代表的事物也不同,以防矛盾的發生,同時還可能會降低建筑視覺效果,最后還會導致其藝術效果不明顯。色彩方面的統一,在建筑材料選擇方面,通過采用相同的材料,會產生一種,較為強烈的統一感。通過對建筑材料色彩的對比,也能產生一種較為戲劇性的效果,但是應該注意色彩的比對,避免在色彩上發生矛盾。建筑本身具有多樣性,其具有許多的功能,如果建筑中不能實現一體化,就會導致其整體結構和外觀出現不協調。
二、美學規律中的均衡性
建筑自身的虛實變化、色彩、大小、質感、高低等都有很多的不同,這使建筑自身成為了一大特點在建筑美學中。很多情況下,材質較為粗糙、體積較大的建筑物,會給人們帶來以穩重為主的感覺。相反材料較為光潔、體積較小的建筑材料,會給人們帶來輕盈的感覺。提升人們對建筑物的感覺,這是建筑美學中的研究方向。建筑物中各個部分的重要關系就是建筑物的均衡,人們在觀賞建筑物時,建筑物的均衡會給人們帶來一些影響。只有確保其均衡性,才會讓建筑物的藝術效果有很好的體現。首先,我們必須關注與重視建筑物的對稱,才能夠實現其均衡性,如圖1所示,著名的北京故宮建筑,十分注重對稱,按照“匠人營國,方九里,旁三門,國中九經九緯,經涂九軌,左祖右社,前朝后市”的原則,依次將對稱的建筑坐落在中軸線兩邊,表現出了美學理念,還蘊含著美好的寓意。實現建筑對稱對復雜的建筑物會帶來很大的挑戰,想要實現復雜建筑物的對稱性,設計者們就必須通過不斷努力去完成。表達沒有規律的均衡特點時,就需要用到杠桿原理,同時還需要運用合理的設計手段,以達到使建筑物的均衡中心凸顯的目的。合理的引導建筑物使用者,在確保建筑物均衡性時,還需要特別關注建筑物的穩重型。在實現其穩重型時,需要通過各種不一樣的手法來實現,讓人們感受到穩重型。現如今的建筑對其自身穩定性的表達,需要通過特殊結構的設計以及材料的質感等具體要求來實現,確保其穩定性可以得到很大的提升。
三、美學規律中的比例
建筑設計中的重要環節是建筑物的比例設計,同時也是實現人類感官的重要基礎。而所謂的建筑比例設計,所指的是,在設計的過程中,對建筑物的長、寬、高等屬性的大小關系,進行一定比例的合理設計。建筑物本身從局部到整體都具有一定比例的關系,良好的比例關系,能夠給人一種,很好的感官體驗。如果在建筑的過程中不能按照一定的比例進行建設,或者建筑比例的設計存在相關的問題,會導致建筑的美感不能很好的體現出來,而對于不同的建筑物來說,在選擇建筑物比例的同時需要根據其實際使用特點進行決定,而這種比例具有簡單的基數比和動態比例,按照這些比例關系進行建設,有助于建立協調的比例關系。同時表情的協調也是很重要的,如果一個建筑物所采用的,都是同一類型的結構體系,并且能夠使用結構的外觀,來代替建筑的外觀,這樣做能夠實現表情的協調性,并且,建筑物的功能,往往是決定建筑物性格的主要因素,所以,功能表現方面達到統一,也可以使其達到協調的效果。
四、美學韻律之中的規律
大自然之中最為重要的一部分就是其自身的韻律所在,并且也是廣泛的體現在自然之中個個物體和現象之中的,它是一種較為獨特的美學特征。韻律是一種重復性有規律的節奏,是一種重要的、體現美的形式。正是因為韻律具有這種重復性,所以才在建筑的設計過程之中,重視和利用韻律的美學特點,使其與建筑特征進行結合。在建筑施工的過程中,對不同元素進行重復性設計,會給人們一種獨特的韻律感覺,使建筑的協調性和表現力都得到了顯著的提升。通過掌握建筑物的韻律特性,能夠切實有效地實現建筑物規律化。通常來說,建筑物需要在設計上考慮韻律特性的方面有很多。在建筑物形狀方面的重復,需要考慮建筑物中的墻、門、窗戶以及立柱等物體,在建筑物尺寸重復的設計方面中,對建筑物內部的外部跨距尺寸和立柱間距需要進行充分的考慮。想要實現建筑物的韻律性,就必須使建筑物室外與室內進行結合,與此同時還需要將建筑物中細節部分的工作做好,只有做好上述幾點,才能使建筑物具有自身的韻律,由于建筑物的韻律體現的形式有很多種,在一些比較復雜的建筑物之中,只有真正實現了建筑物所具的韻律,并確保其具有一定的合理性,才能夠使建筑物所具有的感染力完整的表現出來。
五、美學序列性的規律
在建筑美學的設計過程中,需要使時間藝術與空間藝術進行完美的融合,并且將建筑設計完美的融入序列之中,進而達到實現建筑物美學有序性的目的。在建筑物的設計方面,明確了建筑物中建筑序列的同時,還要對開始處與結尾處進行較為縝密的構思,將自然引導的建筑物呈現出特定的序列,使建筑物具有一定的序列性,進而實現建筑物美學的要求。通過進行合理的設計,將藝術設計的融入其中,并且將藝術氣息體現在整個建筑序列之中,使建筑物美學表現的淋漓盡致。在美學規律序列性之中,主要具有規則布局與不規則布局兩種形式,規則的序列能夠給人們一種較為簡便、明朗、莊嚴的感覺,并且可以激發居民產生強烈的感官體驗,通常規則序列適用于較為大型的建筑物,例如政府部門、社團等。而不規則序列,所體現的是一種靈活的運動感,能夠使人們受到感染,彰顯其自身個性,不規則序列通常適用于住宅、運動館等建筑物之中。建筑是文化的一種載體,也是社會歷史文化的一種體現,它能通過直觀的形式來反應出社會的意識形態和歷史文化,并且能夠使人們樹立科學的環境意識。通過精湛的建筑工藝以及精巧的設計構思,將自然風景與建筑結構進行完美的融合,使建筑文化的感染力得到增強。
六、實現美學理念與建筑設計的完美結合
美學理念是一條能夠將精神與自然融合在一起的線,所表述的是一個民族的精神體驗,也是建筑設計的精髓所在。通過提高設計師的水準,并且加強理論美學實踐的統一,以及傳承中國建筑設計美學的精神,是實現兩者完美結合的重要所在。建筑設計的作品,不僅僅是屬于創作者自身的,也是屬于環境、城市和居民的。設計師是建筑設計的總規劃師,其自身素養和對美學的概念會體現在其作品上,這就需要建筑的設計師進行不斷的學習來提高自身的文化素養,對美學進行全方位的理解,努力打造符合人類需求的作品。雖然在我國一些中等級院校已經開設美學理念等相關課程,但是其深度還需要進一步加強,并且在與社會建筑設計接軌的過程中,還具有很大的提升空間,在提高設計師的專業水平和實踐能力的同時,我國還需要為設計師提供與其他建筑設計師對話的機會,使其理解建筑設計是來源于生活的藝術創作,并且通過媒體對外開展相應的活動,并且創辦美學設計大賽進行宣傳,將美學的理念與建筑設計的融合面向全社會,使美學概念成為人們的基本文化素養。傳承中國古典建筑設計方面,主要從從建筑形體、技術方面的應用與擴展和傳統美學觀念三個方面進行分析理解,合理的使用中國古典元素,來激發這種感悟的共鳴,釋放人們忙碌的精神,使人們能夠感受建筑美。
七、現在建筑中美學理念的應用
伴隨著時代的遷移、科技的進步、文化的不斷發展。建筑設計的形象,也需要符合人們需求,才能良好的反應當今社會的面貌和時代的精神,主要體現在兩個方面,第一個方面,現在建筑設計融美學理念的體現,建筑美學具有時空性和動態性的特點,這種設計美是屬于時代的,通過對建筑物的色彩、質感以及比例進行處理,使建筑的使用功能和精神功能得以完善的體現出來,另一方面,則是現代建筑設計美學的載體,在我國現在的建筑設計之中,依然具有古代建筑的色彩,既詮釋了內涵,又伴隨著時代變化而發生著改變,在建筑設計中,可持續建筑的發展成為現在建筑中比較熱門的理念,這種理念在國內的現代酒店已經得到很好的實施(如圖2所示),在設計之中能讓人們感受到環境和建筑融合的美,在整個設計中,中間用于車流通過,左右側為人流通過,車流和行人流向都是經過精心設計的,互相并不干擾,并且酒店門外和整個系統中的天橋公交車站進行緊密的相連,提高其使用價值,再為人們提供了生活方面便捷的同時,還給人們一種視覺上和精神上的享受。
八、結語
在我們的生活之中,建筑物是為我們提供多種多樣的生活內容的場所,人類社會的發展與建筑的發展是不可分割的,通過將建筑藝術與生活進行聯系,同時建筑美學的理念、風格等因素,與建筑設計進行良好的融合,使美學規律得到良好的應用,以滿足人們對美感的追求。
作者:陶帥 單位:渤海大學藝術與傳媒學院
參考文獻:
[1]孫琳.建筑設計中節能建筑設計的分析[J].黑龍江科技信息,2013,(4):274.
[2].綠色建筑設計在高層民用建筑設計的應用[J].四川水泥,2014,(11):239-239.
[3]韓曉嬌.貝聿銘設計理念在現代建筑景觀設計中的應用研究[D].浙江農林大學,2012.
關鍵詞:建筑設計 入門階段 建筑模型 教學
現階段,我國國內建筑院校建筑學專業的建筑設計教學中,尤其是建筑設計入門階段,受傳統建筑教育影響,基本是還是以手繪圖紙(二維平面圖紙)的方式來創作構思,而建筑模型的教學環節起步比較晚,體系不夠成熟,大多處于探索階段。模型教學是以模型為主要的教學輔助建筑設計的一種教學活動,模型教學作為一種有效的教法,得到各建筑院校的普遍認可和重視。
一、建筑模型教學的特點
建筑模型教學是推敲建筑設計方案的重要手段,它不僅表現了形態、結構、材料、色彩、質感和基本的工藝要求,同時表現了建筑方案在環境中的空間狀態,使二維平面圖紙無法直觀反映空間得到三維立體的顯現。根據其表現方式的不同,建筑模型以分為實物模型和數字模型。
二、目前建筑模型教學狀況
1.建筑模型教學缺乏理論教學
模型教學自身是有其系統性的,包含了模型制作、設計研究、表達等多方面的內容,現行模教學更為關注與設計研究結合的部分,而對于基礎的模型制作和表達等基本技能培養不夠,缺少連貫而系統的教學環節,提出了要求而實現途徑不清晰,這就直接影響教學進展和教學效果。所以模型教學要首先完善其體系,結合設計教學設置相關的模型制作和表達的專題理論課程。
2.建筑模型與設計方案脫節
模型作為輔助設計的工具,能夠直觀地表達設計的意圖。教學中我們經常發現有的學生模型做得很細致很復雜,但卻沒有重點,看不出他想表達什么。模型表達不準確這對于低年級學生來說是個普遍的現象。之所以出現這樣的問題,主要還是模型基本功不扎實,欠缺基本的模型制作技能和表達的方法。如何能快速并有效地補給這方面的知識,培養模型的基本素養成為模型教學的關鍵。
3.建筑模型創作過程與課程進度結合度不高
隨著模型教學的推廣,模型作為設計教學的重要手段,得到了師生的普遍認可和重視。然而作業中對于成果模型制作的硬性要求,使得學生走入了認識誤區,出現只重視模型成果的現象。模型輔助設計流于形式,沒有真正參與過程,形成推進設計的動力。
三、如何優化建筑模型教學
1.建筑模型制作比例的優化
從城市模型、環境模型、建筑模型到節點模型,隨著研究內容、深度的不同,模型比例也不同。合理選擇模型的比例是模型制作的首要問題,比如對于城市模型來說比例一般根據研究范圍大小選擇在1:2000~1:1000,比例太大,既沒有增加其研究價值還浪費了模型材料。而對于建筑模型來說一般比例在1:300~1:100,在空間推敲階段采用小比例可以減輕模型制作的工作量,加快模型的推進方案的速度;在研究整體造型階用大比例的模型可以使設計想法表達得更為充分,同時可以配合節點模型使用。
2.建筑模型抽象性的優化
模型本身就是一種對實物的抽象,教學模型和商用模型相比較對于抽象表達的要求性更高。抽象的模型能激發學生對于空間的想象力,有益于空間的研究和討論。學會模型的抽象表達體現了對核心問題的準確掌握,它屏蔽了外界干擾因素的影響,使得設計意圖更為清晰,概念模型就是一種抽象模型的極致體現,學會抽象是模型表達的第一步。
3.快速建筑模型的優化
快速模型即模型制作的速度要快,這主要針對設計方案推敲過程中的工具模型而言的。教學中,可以通過規定模型材料、簡化要求、模型的抽象表達、減小模型比例、局部模型的方法來減輕模型制作工作量,節省時間。模型本就和圖紙一樣都是輔助設計的工具,如果模型制作太過于費工費時,相比較草圖在教學中推進方案的優勢就大打折扣了。
4.交流與分享
模型制作有很強的實踐性,低年級學生模型經驗欠缺,只依靠課堂上的理論知識是不夠的。教學中我們利用課余時間邀請高年級同學帶著他們的模型到課堂上來,和低年級學生面對面進行模型制作技巧上的交流。
四、其他輔助設備與建筑模型的高度配合
1.模型照片的新表現方法
模型照片是最為常見的模型在圖紙中的表現方式,在成果圖中模型照片常常作為建筑的表現圖成為圖紙的亮點。成果模型不僅要表現建筑設計,同時還要表達建筑與環境的關系,最常見的做法是做好場地模型再將建筑模型植入基地中整合后拍照。
2.電腦軟件的輔助配合
我們可以嘗試用“模型+真實場景”拼貼的方式表現,利用Photoshop軟件將建筑模型照片拼貼在真實的環境場景中,增加建筑的場所認知感,同時也帶來不同風格的視覺感受。同樣的道理,實物模型照片通過Photoshop軟件拱貼處理后還能用于研究建筑形體、風格、立面、材質、光線等專項的設計問題,技術帶來創新,更多的方式值得我們研究探索。
五、結語
建筑設計入門階段作為建筑學的專業啟蒙階段,是一個強調實踐性與創造性的階段。這個階段的學習對于建筑學專業的學生認識和理解建筑學的基本問題具有舉足輕重的作用,既是敲門磚,也為高年級進一步深化理解打下堅實的基礎。因此有意識地在建筑設計基礎教學中,滲透建筑模型教學對于建筑認知與體驗、環境與功能分析、建筑空間營造、實體建造等基本訓練有著莫大的積極作用,結合具體的情境進一步深化學生的建筑創作思維觀念和基本素質的培養,是建筑學發展的需求,也是我們努力的方向。
參考文獻
【1】. Dietmar Eberle. From City to House A Design Theory.Switzerland: Gta Verlag,2012
關鍵字:建筑美學建筑技術綠生活
1.建筑美學的新紀元
由于多元化的時代的來臨,引發了當代審美觀的多元化傾向和建筑美學追求“建筑藝術的意義”,傳統建筑美學所著重研究的構圖的均衡、比例的和諧,以及視覺上的舒適度已成為次要因素,當代藝術思潮所想要獲得的是建筑藝術的“表現力”。 譬如有一些建筑很有表現力,但卻很難談得上美,甚至使人們感到怪誕(圖1)。但因為它們具有強烈的表現力,能夠滿足某些現代人獵奇的心理,能夠達到建筑藝術所要追求的意義,可以說它們具備了一定的審美價值。
彼得•埃森曼的鋼鐵山城――位于墨西哥的加里西亞文化城,包含六棟到處都是直線、曲線、格線令人驚異的建筑物,對其的評價則是瘋狂、驚人、奇跡、歐洲史上最大的建筑工程(圖2)。整個設計當中蘊含了埃森曼的密碼――將老城圣地亞哥康波的遺傳密碼融入到他的設計當中去,以彰顯某種隱喻的含義,表達了他對建筑的本質重新定義,對整個建筑的美學的審美體系進行重新界定的嘗試,反映了建筑師的情感和思想。
雖然很多建筑不能簡單地評價為是優美的,但可以肯定的是,它們不同程度上具有某種美學價值,為我們提供了一個以往不曾涉及和想象的空間和渠道,這也就是當代審美觀中不可忽視的一個重要方面。
2.劃時代的建筑技術
當現代建筑的美學概念發生了變化以后,即使是具有相似文化背景的人群,也會對同一個建筑得到完全不同的審美感受,尤其是當代人強調個性的發展,這就不可避免的使建筑審美走向多元化。而這種審美傾向上的普遍差異,除了觀念上的變化以外,某種程度上也是建筑技術發展的結果。
建筑技術從廣義上講可以包含建筑業所能涵蓋的所有技術,一座好的建筑物常常被看作是建筑技術與建筑藝術的完美結合。目前大部分成功的作品,在很大程度上是因為建筑師針對當地氣候條件而創造出了技術和藝術完美結合的建筑語言。
從歷史的角度來看,每一次建筑的巨大進步幾乎都是以新技術、新材料的突破為前提的。至于現在,從可因應人體需求調整室內狀況的智慧建筑,到利用自來水制造氫氣提供居家用電,以及全賴太陽能運作的空調系統等,驚人的建筑科技將改變你我的生活方式(圖5―7)。科學技術在任何時候都具有雙重性,關鍵在于人類如何運用它。
3.“未來建筑=美學+技術”
目前環境的最大殺手是是建筑物。我們在之中工作、游戲、生活,但溫室氣體排放量有45%是來自建筑物。現在新一代的綠色科學家、建筑師與工程師正在思考如何將美學和技術緊密結合起來的未來建筑,而這也是必由之路!他們構想會改變你我的生活,而這就是“綠生活”。
將美學和技術完美結合的環保建筑實例有很多,例如美國新墨西哥州陶斯的沙漠地帶有個特別的社區,這個社區里的建筑不僅造型各異,而且特別的地方在于采用熱質能以應所有加熱需求,熱質能墻是由最常見的人類廢棄物舊輪胎所做成的。他們多年就切斷所有設施,包括電力、下水道與水源,其設計者邁克•雷諾茲把這種環保建筑稱作“大地之舟”,意喻“在明日之海里航行的獨立船只”。 并提出了生物建筑這個概念。媒體對大地之舟的評價是“明日住宅的身體與靈魂”。
那么未來的建筑會是什么模樣?凱文博克的建筑事務所――威廉麥當努公司,已經開始研究令人興奮的綠色建筑概念。如融合頂尖技術的未來機場的概念――AIRPORT-NET PRODUCER OF ELECTICITY;最為環保的拆解建筑概念――DESIGN FOR DISASSEMBLY;以及對中國未來城市的構想,將農田移到建筑物的屋頂上,把整座城市放在下方,每個建筑區塊,都可當作城市中的個別有機體運作。(圖3)
4.結語
無論是加里西亞文化城,還是 “大地之舟” ,抑或是未來的新構想等等,無不是將建筑美學與建筑技術完美結合的產物,這是人類對“綠生活”的一種向往,是對未來建筑的一種啟迪。科學家、工程師、設計師的將美學和技術完美結合的杰作,證明維持可持續生活是可行的,我們的建筑物可以對環境產生正面影響。他們向世人證明,綠色環保世界離我們越來越近。
因此,美學和技術從根本上是統一的。把新的建筑技術與藝術完美結合可能創造出新的技術美學體系,而新的技術美學可以創造出如傳統建筑一樣富有人情味的建筑形式,這種獨特的設計不僅充分展現了當代建筑的高超技術水平,同時,也使我們認識到未來建筑的發展方向應該是高度的理性的技術體系與強烈表現力的完美結合。也是走向“綠生活”的必由之路。
參考文獻:
關鍵詞:建筑工程;設計;綠色節能;技術;應用
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)07-0005-01
在項目建設中,會有大量的資源消耗,也會對環境帶來更嚴重的破壞,但為了能夠貫徹可持續發展的理念,使其能夠促進中國經濟的建設,在建筑設計中,必須對其多方面因素加以考慮,加強推廣綠色節能技術,以緩解人與自然的矛盾。
1 關于建筑中綠化環保的概念
在消耗建筑項目主要是兩種能源消耗:一是能源消耗的使用;二是生產能源消耗。在建筑的生產過程中,能耗主要是材料能耗,能耗和生產設備運輸能耗。但是,對于能源消耗的使用主要包括幾個方面:采暖,通風,照明和日常工作產生的能源消耗。能源消耗,建設項目,能源消耗的分類主要是項目的復雜系統,主要是通過組成多個部分,無論是在建設過程中還是在使用過程中都會出現能源物種消費[1]。因此,建筑技術常用的節能環保必須是其內容的兩個方面,才能保證其施工時間的正常運行,從而提高其利用效率和持續加強節能環保技術和當代科學技術應用。在設計建筑和房屋設計和暖通空調設備時必須在其整體考慮的過程中,最終實現能源消耗的利用,是實現節能環保的目的。
2 綠色建筑進行設計過程中的基本原則
(1)綠色建筑中的高效原則。對于任何一個建筑物,它主要是能夠為人們帶來極大的便利,主要的建筑主要是使人們生活在更好,更好的環境中,然后為人們建立一個綠色和舒適的生活環境,使用整個建筑系統將使建設的持續改進的有效性。(2)綠色建筑中的經濟原則。為了能夠建設一個生態高效的建筑,必須使用科技操作,還需要投入大量資金建設,但對于大投資來說不是浪費。通過使用合理的技術和建筑材料,除了適當建設區域條件外,經驗豐富的建筑工人才能建設,從而使其能夠設計出高效的建筑,不僅能滿足其經濟需求,而且對某一程度,以滿足生態需求。(3)綠色建筑和諧的原則。在綠色建筑中,最重要的原則是和諧原則,包括經濟發展的核心,環境的和諧發展和生活的和諧。在建筑中,無論是對地質條件的選擇,還是在建筑材料的選擇過程中,都必須嚴格按照和諧的原則選擇。
3 關于節能建筑設計過程中的應用
3.1 關于規劃設計過程中的節能設計應用
首先是在節能建筑中選擇地址的過程,必須根據周圍的水文,天氣和地形等環節,然后選擇合理的地方建設。二是在地址選擇完成后,根據周邊環境的特點,再進行合理的設計,還需要發揮節能的效果,在設計中適當種植在周圍的一些樹木,不僅從調節氣候的作用,而且在一定程度上在建筑中起到保護作用。同時圍繞建筑物也可以設計和施工人工湖,以便在水中建造空氣在水中增強,最終更好為人們創造一個舒適的環境。
3.2 立面節能設計應用
過對建筑周邊資源的合理設計,其豐富的空間組織主要是作為設計理念,為了繼續發揮節能設計的作用,也為每個功能區提供足夠的照明。在建筑物建模的設計中,還需要加入節能的概念,根據簡單的設計技術,然后對于建筑設計領域的一些木材和玻璃等原理,最終形成一個簡單的建筑高程圖像。在建筑立面的設計中,我們必須充分利用其模量理念,然后注意建筑比例的協調,最終使其更充分地展現豐富的立面形象。在建筑節能設計中,必須在投資的各個方面進行平衡,以確保投資不能大量進入保溫項目,但忽視了窗戶的設計[2]。其次,在節能設計中必須確保建筑結構能夠平均,從而能在一定程度上反映美國的建筑協調。
4 關于建筑內單體設計過程中的節能設計
(1)關于建筑的門窗設計。對于門窗,薄壁結構的主要部分,并且是鏈條的熱能消耗相對較弱,特別是一般為單層門窗,主要是由于主要由熱損失引起的,將占用一半以上的能源,因此,在設計和施工過程中的門窗,必須有效提高門窗的保溫性能,這是建筑節能設計過程中的一個重要內容。同時,門窗的比例以及門窗的方向將對能源效率產生直接影響。(2)關于建筑的房頂設計。由于屋頂主要在建筑頂部,長期和外界主要是與環境接觸,很容易受到外部環境的影響。在設計其絕緣必須增加,并且根據實際需要設置絕緣層,如隔熱層和儲水設計,而且在屋頂上適當增加一些植物,使其可以發揮良好的節能效果。(3)關于建筑物的地板設計。在地板設計中,為了使其能夠反映節能設計的概念,不僅需要仔細設計其形狀,而且還需要設計其內部空間結構。在建模的設計中,可以設計其循環管到天花板,然后使用水循環系統調節室內溫度。對于這種設計或能量要求相對較低,同時可進一步使其具有更好的溫度調節效果。
5 結語
總之,建筑中可持續發展的概念已成為中國經濟發展的長期戰略思想,綠色建筑成為其核心選擇。在綠色建筑中,它是一個新的建筑概念,反映了建筑的可持續發展的重要作用。同時,研究路和勘探將是一個非常漫長的過程。
參考文獻
眾所周知,環境藝術設計教學應以能力培養為中心,并注重全面素質的發展。具體的說,在教學的目的上,要體現技能型人才的培養方向。在教學的方法上,要突出實踐的原則,即提高學生的動手能力。在教學的內容上,要適應現代科技發展,與社會需要緊密結合,由社會需求來規定培養目標和人才規格。
在環境藝術設計專業中,不管是室內設計、建筑設計或景觀設計,表現的方式有兩種:圖紙和模型。相對于圖紙,模型更能形象立體的表現空間。在環境藝術設計師的創作活動中,空間構思能力和造型設計能力是最重要的素質體現。
現在,很多院校的環藝教學中,教師注重的是手頭表現的培養,學生的設計作業就只能停留在圖紙階段,利用一些所謂的符號去表達自己的想法,沒有考慮設計空間中人的感受。沒有從體量、空間尺度上推敲構思,只是追求一些表面化的圖面效果,就易導致邏輯思維與形象思維脫節,尺度與比例失調,實際效果與圖紙效果不相符。
所以,模型制作在環藝設計教學中有著不可替代的作用。模型是依照空間的形狀與結構,按比例制作成的立體效果,它可以表現平面預想效果圖中無法表現的三維空間關系。學生可以通過模型制作正確掌握空間的基本設計內容、比例模型的尺度與材料的表現力。
1.促進學生對材料的認識及對施工工藝的了解
在模型制作中,常用的材料有卡紙、KT板、PVC板、泡沫板、有機玻璃、木材、金屬等等。我們在選擇的時候,應該考慮顏色、質感、構造方式能否和空間樣式相得益彰,要綜合比較,多角度分析和研究,最終確定適合的材料。但是,光有好的材料仍然是不夠的,還要求模型的制作工藝要精準、嚴謹。做工好的模型不僅能使方案得到真實準確的體現,而且還具有技術的美感。很多學生方案設計很好,材料也選得到位,但是由于做工不好,預期效果大打折扣。所以,模型制作的材料與工藝和設計是密切相關的。這其實和場地施工是一樣的道理。
2.強化學生的看圖識圖能力
因為環藝專業的主干課程:室內設計、建筑設計、景觀設計制作的基本依據是設計圖,例如平面圖,立面圖,剖面圖等。這些設計圖就是環藝設計師特有的視覺語言,這種語言是由各種具有不同代表意義的圖形符號所構成。通過由設計圖紙到模型實物這一過程,可以強化學生的看圖識圖能力。
2.提高學生對比例的目測與縮放能力
設計室內、建筑、景觀模型,需要掌握模型與設計圖之間的比例關系。制作模型要用目測來比較大小,并按照大小比例關系確認類似的形體,它突破了傳統教學中“紙上談兵”的比例目測與縮放之局限,使學生在親自動手的實踐中得到基本技能的訓練。
3.培養學生空間理解與想象能力
室內、建筑、景觀模型的設計制作,必須借助于空間想象與創意,將平面紙上的形象,用立體的展現手法反映出來。因而室內、建筑、景觀模型的設計制作對學生空間理解與想象能力的培養大有裨益。
4.培育學生耐心細致,團結互助的工作態度
室內、建筑、景觀模型的設計制作過程,是一個艱苦,有序和較為復雜的綜合勞動工作過程,要求學生具有認真,細致,勤勞,持之以恒,精益求精的工作態度。既要有藝術和美學頭腦,又要掌握動手制作的技能,要善于進行創造性工作,又善于群體協作,共同配合。
5.增強課堂的互動性
例如在教學“比例的意義”時,首先提問:“同學們,你們知道‘黃金比’嗎?”接著用課件播放配樂短片,短片內容有黃金比的知識簡介以及黃金比在著名建筑、造型藝術、名畫構圖、動物及人體、芭蕾舞表演中的應用和體現。
教師講述:黃金分割比0.618,一個極為迷人而神秘的數字,被公認為最具有審美意義的比例數字,它還有著一個很動聽的名字———黃金分割率。它是古希臘著名哲學家、數學家畢達哥拉斯于二千五百多年前發現的,古希臘數學家歐多克索斯第一個系統地研究了這一問題,并用線段形象地表示出了黃金比:較長段與整體的比等于較短段與較長段的比,其比值為1∶0.618或1.618∶1,即長段為全段的0.618。古往今來,這個數字一直被后人奉為科學和美學的金科玉律。在藝術史上,幾乎所有的杰出作品都不謀而合地驗證了這一著名的黃金分割率,無論是古希臘帕特農神廟,還是中國古代的兵馬俑,它們的垂直線與水平線之間竟然完全符合1比0.618的比例。同時這個數值的作用不僅僅體現在繪畫、雕塑、音樂、建筑等藝術領域,而且在管理、工程設計等方面也有著不可忽視的作用。黃金分割奇妙之處,在于其比例與其倒數是一樣的:1.618的倒數是0.618, 1.618∶1與1∶0.618是一樣的。如今設計大師與藝術家們已經利用這一規律,創造了許多令人心醉的建筑和無價的藝術珍品。德國天文學家開普勒稱黃金分割為“幾何學的一大寶藏”!更令人驚異的是:經研究發現管弦樂器在黃金分割點上奏出的聲音最悅耳。
在學生感嘆數學的奇妙時,教師提示:請放眼東方,中國比例算法出現很早,它產生于遠古時的物物交換,那時候稱它為“比率”或簡稱“率”。在我國最古老的數學專著《九章算術》中,有“粟米”、“衰分”、“均輸”三章專講有關比率的各種算法,包括了現在稱作正比例、反比例、等比例的問題。《九章算術》這樣早就系統地介紹各類比例方法,當然是世界之最!
課后第二天調查了這節數學課留給學生印象最深的是什么?結果是:全班64位學生中有48位學生對課中的“黃金比0.618”留下了很深的印象。而今我的一個學生選擇了美術教育專業,談及兒時的數學,仍然對黃金比念念不忘。
事實告訴我們,也許“黃金比”的這些內容小學生并不能完全理解,但他們對這個“比”不會淡忘。數學文化走進課堂,滲入數學教學,學生在學習數學過程中產生文化共鳴,體會數學的文化品位。不得不說,數學文化讓我們的課堂變美麗了。
又如在《用數對確定位置》一課的導入中用課件引入:天花板上,一只小小的蜘蛛從墻角慢慢地爬過來,吐絲結網,忙個不停。從東爬到西,從南爬到北。(畫外音)一只小小的蜘蛛,要結一張網,該走多少路啊!看到這里,你想到了什么?
師: 三百多年前,法國一位偉大的數學家笛卡爾也在想,如何去算蜘蛛走過的路程呢?他先把蜘蛛看成一個點,那么這個點離墻角有多遠呢?離墻的兩邊又有多遠?這就是我們這節課所要研究的內容——確定位置(板書)。
把這個數學小故事引入課堂,使學生觸摸到數學冰冷外衣下的鮮活,了解到數學的豐富和神奇,感受到數學知識的產生或許就是我們身邊一個不經意的生活片斷!
在接下來新知的學習中,引導學生繼續探索:(課件出示)天花板上,小小的蜘蛛還在爬,離兩邊墻的距離一會兒大些,一會兒小些……
師:要想知道蜘蛛走過的路程,我們就要知道蜘蛛和兩墻之間的距離關系,也就是確定蜘蛛的位置。
……
關鍵詞:幾何 建筑 美學 自然 歷史發展
中圖分類號: G633 文獻標識碼: A
Abstract:As a kind of ancient aesthetic form, geometrical morphology has connected with nature by tracing the origin of geometric elements. It has been widely used in many modern design works. Geometrical morphology inspires us to consider historical category, and combine with background, national characteristics, historical conditions and other factors when giving definition of Beauty.
Key words:geometry,construction,aesthetics,natural ,history
“美”這個詞是伴隨人類社會產生而產生的。人類從誕生開始就開始了對美的不懈追求。在法國南部蒙蒂尼亞克鎮的山洞中發現原始社會早期的壁畫(圖1),表現了狩獵,巫術等與人類生活密切相關的活動,色彩雖歷經歲月蹉跎,依然鮮艷不減。構圖也已經初具功底,表現了人類對美的早期追求。圖2是北京周口店的山頂洞人所用的骨飾,圓環形的造型,表現了我們的祖先對太陽的自然崇拜,也證明了原始人的美學概念來自于大自然。
(圖1 )(圖2)
我認為幾何美學是人類最早的美學形態,無論是古埃及的金字塔,古希臘的帕提農神廟,還是中國的萬里長城,都脫離不了原始的幾何形態。
(圖3) (圖4)
圖3是埃及胡夫金字塔的示意圖,它建于公元前兩千多年,呈等腰三角形,在三維上呈三棱錐形,古埃及人當時的是簡單的自然崇拜,他們的美學原則直接從大自然獲得,而這種自然崇拜也影響了他們的建筑和生活,在埃及的沙漠中遠眺金字塔,三角形的建筑穩定厚重,太陽(古埃及宗教中最偉大的神)高高在上,呈正圓型,除了白云和樹木,所有的場景都是幾何的,這種最原始的震撼力是其他任何力量所不能比擬的。建于公元前5世紀的帕提農神廟(圖4)又一次表達了原始的幾何形體的魅力,三角形的山墻和矩形的柱廊,加上下粗上細的多立克拄式,這種建筑形式影響了西方建筑兩千多年,直至19世紀末期還有大量的新古典主義建筑建造,他們都直接模仿了希臘神廟的三角形和矩形的幾何結構。
圖5是中國嘉峪關的示意圖,因為中國的城墻內部都是用夯土建造,一般不宜采用直上直下的結構,所以我們看到的城關一般都呈斜的梯形,城門的拱形是一個正圓加一個矩形,而矩形的比例正好是圓的直徑的兩倍,表達了我們祖先對比例美的早期認識。
(圖5)
不僅僅是古代,在19世紀末期,當新古典主義,折衷主義發展到盡頭時,現代主義誕生了。現代主義的先驅們在對抗復古主義的浪潮中創造了許多經典作品,在這些作品中大量使用了幾何造型。密斯.凡.德羅是現代主義的大師,他的那句“少即是多”是他的設計美學原則的集中體現。他的作品大部分采用矩形造型,利用直線穿插,純幾何構圖,很少使用無 意義的裝飾。圖6是他1929年設計的巴塞羅那展館德國館,這是密斯的代表作品,內部空間全部是純矩形,連室外的水池都是矩形的,這個看似簡單的作品,卻掀起了現代主義的革命,表達了人類的美學向原點的回歸。從圖中我們可以看到,左側的輔助房間是一個矩形,右側的主房間由三個矩形構成,左下角的水池也是一個矩形,連建筑的臺基也是矩形的,六個大小不同的矩形構成了密斯所謂的“流動空間”,之后近半個世紀的時間內,理性的現代主義的幾何造型一直作為近代設計美學的主流。
(圖6)
說起幾何造型美學,就不能不說起華裔設計師貝垏明1989年設計的美國國家美術館東館(圖7),東館位于老館東側,由于用地是一個不規則的梯形,給東館的設計造成了很大的麻煩。貝垏明(圖7)
在經過思熟慮后,用幾何美學的構思設計了聞名世界的作品。如圖,貝垏明把國家美術館分成了兩部分,一個等腰三角形,用來做展覽館使用,另外一個直角三角形,用來做研究所使用,這樣西側的展館入口就給人以“這是個正規入口”的感覺,而研究所的入口巧妙地設計在兩個三角形之間,兩個三角形有機地結合在一起,把幾何美學發揮到了及至。國家美術館東館的兩個三角形的比例也給人和諧之感,比例的應用在古代就很廣泛了。埃及金字塔大小錯落,尤其是吉薩金字塔群,哈費拉金字塔居中,胡夫金字塔位于右側,左側是明卡烏拉金字塔,他們的前面還有三座一字排開的比較小的王后金字塔,幾座金字塔大小比例協調,其中胡夫金字塔最高,但是因為胡夫金字塔距離其他幾座比較遠,哈費拉金字塔反而給人以最高的感覺。這表明古埃及人在規劃金字塔的位置和大小時不僅僅考慮了他們自身的比例,也考慮了互相之間的比例關系。
西方的數學家很早就在探求比例和美之間的關系,古希臘的畢達哥拉斯學派通過復雜的數學計算,發現了著名的“黃金分割”。即美的和諧比例為1:1.618。一張精美的繪畫,一個精彩的設計幾乎都離不開這個黃金分割的準則。我們可以用這個準則分析一下達芬奇的名作《蒙娜利莎》(圖8),我們可以看到,蒙娜利莎的臉,手,和背景的一部分是亮顏色,而她的衣服和頭發是暗顏色,而亮顏色和暗顏色的比例差不多是黃金分割的比例。同時我們可以看到蒙娜利莎的衣服,臉,頭發基本上是暖顏色,而背景基本上是冷顏色,這個比例也比較符合黃金分割的比例。
圖9是達芬奇的名作維特魯維人,表達了人體比例的和諧關系和幾何構造。西方人認為人體是世界上最美的作品。在建筑,繪畫,雕塑中我們都可以看到大量的以人體為題材制作的作品。象雅典衛城中(圖10)的勝利神廟中的立柱就是幾個堅毅的女人體。
(圖8)
( 圖9 ) (圖10)
幾何美學表達了人類對自然界的一種敬意,比例則表達了人類對自身的創造,它們放在一起則是要產生一種均衡之美。“美”是什么?這個問題涉及的范圍過于廣泛,以至于每一個人都有自己的答案和理解。但是均衡是美的一個重要原則,卻是任何人不能否認的,無論是自然界中蝴蝶,樹葉的對稱,還是人體的高低比例,都產生一種均衡之美。
作為均衡之美的代表,最著名的當數1926年格羅披烏斯設計的包豪斯校舍(圖11)。這是現代主義里程碑式的作品。包豪斯的宿舍,工廠,辦公樓,工藝美術學校被有機聯系在一起,從平面圖上看,呈一個和諧的交叉S形,
關鍵這種結合并不是生搬硬套的,工廠好宿舍通過食堂聯系,工藝美術學校和食堂通過辦公樓連接,這是功能上和形式上的“均衡”,給人以發自內心的美感,這正是我們設計者所要追求的真正的“美。”
均衡是暫時的,相對三維的,而我們的思想卻是運動的,四維的,我們學習設計,進行設
計必然要追求美的東西,但是卻不能取追求極端的,完整的,永恒的,決對的美。縱觀歷史長河,
美的東西數不勝數,有些作品經過漫漫歲月,至
(圖11) 今看來仍然美不勝收,有些作品可以看到明顯的歷史烙印,這些作品我們應該把他們放在歷史里去分析,把它們和當時的歷史條件,生活背景,民族特征相結合,才能真正理解它們的“美”。同樣的道理,我們在設計時,也應該把要設計的作品同我們現在的歷史條件,生活背景,民族特征相聯系,只有這樣,我們才能創造出真正“美”的作品。
【關鍵詞】 抗震設計; 概念設計; 高層建筑結構
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
地震作用影響因素極為復雜,它是一種隨機的、尚不能準確預見和準確計算的外部作用,目前規范給出的計算方法還是一種半經驗半理論的方法,要進行精確的抗震計算還有一定的困難,因此人們在工程實踐中提出了“建筑抗震概念設計”。結構的抗震設計應該是綜合概念設計、計算和結構措施等完整的一系列設計。
1 建筑的抗震概念設計
所謂“建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,依此進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。掌握了抗震概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當地運用抗震設計原則,使設計人員不至于陷入盲目的計算工作,從而做到比較合理地進行抗震設計。
2 高層混凝土建筑結構設計更應重視概念設計
在設計中,雖然分析計算是必須的,也是設計的重要依據,但僅靠此往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求,不能達到預期的設計目標,因此必須非常重視概念設計。從某種意義上講,概念設計甚至比分析計算更為重要,因為合理的結構方案是安全可靠的優秀設計的基本保證。高層建筑結構設計尤其是在高層建筑結構抗震設計中,更應重視概念設計。這是因為高層建筑結構的復雜性、發生地震時震動的不確定性、人們對地震時結構響應認識的局限性與模糊性、高層結構計算尤其是抗震分析計算的精確性、材料性能與施工安裝時的變異性,結構計算模型的假定與地震時的實際工作有很大的差異以及其他不可預測的因素,致使設計計算結果( 尤其是經過實用簡化后的計算結果) 與實際相差較大,甚至有些作用效應至今尚無法定量計算出來。
3 高層混凝土建筑結構抗震概念設計的基本內容
3. 1 首先應重視高層建筑結構的規則性
建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規則的形狀設計方案。合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的,提倡平、立面簡單對稱,因為震害表明,此種類型建筑在地震時較不容易破壞,而且容易估計出其地震反應,易于采取相應的抗震構造措施和進行細部處理。“建筑結構的規則性”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,承載力分布等諸多因素的綜合要求。“規則建筑”體現在體形( 平面和立面的形狀) 簡單; 抗側力體系的剛度承載力上下變化連續、均勻; 平面布置基本對稱。
3. 2 結構剛度、承載力和延性要有合理的匹配
當結構具有較高的抗力時,其總體延性的要求可有所降低; 反之,較低的抗力需要較高的延性要求相配合。對結構提出了“綜合抗震能力”的概念,就是要綜合考慮整個結構的承載力和構造等因素,來衡量結構具有的抵抗地震作用的能力。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關,與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關。但是,提高結構的抗側剛度,往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物具有很強的抗倒塌能力,最理想的是使結構中的所有構件都具有較高的延性,然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿件的延性是比較經濟有效的辦法。因此,在確定建筑結構體系時,需要在結構剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關系。
3. 3 設計多道設防結構
3. 3. 1 超靜定結構
靜定結構是只有一個自由度的結構,在地震中只要有一個節點破壞或一個塑性鉸出現,結構就會倒塌。抗震結構必須做成超靜定結構,因為超靜定結構允許有多個屈服點或破壞點。將這個概念引申,抗震結構不僅是要設計成超靜定結構,還應該做成具有多道設防的結構。第一道設防結構中的某一部分屈服或破壞只會使結構減少一些超靜定次數。同時要注意分析并控制結構的屈曲或破壞部位,控制出鉸次序及破壞過程。有些部位允許屈服或允許破壞,而有些部位則只允許屈服,不允許破壞,甚至有些部位不允許屈服。例如,帶連梁的剪力墻中,連梁應當作為第一道設防,連梁先屈曲或破壞都不會影響墻肢獨立抵抗地震力。
3. 3. 2 雙重抗側力結構體系
雙重抗側力結構體系是可能實現多道設防結構的一種類型,而且雙重抗側力結構的抗震性能較好。這里提出的雙重抗側力體系的特點是,由兩種變形和受力性能不同的抗側力結構組成,每個抗側力體系都有足夠的剛度和承載力,可以承受一定比例的水平荷載,并通過樓板連接協同工作,共同抵抗外力。特別是在地震作用下,當其中一部分結構有所損傷時,另一部分應有足夠的剛度和承載力能夠共同抵抗后期地震作用力。在抗震結構中設計雙重抗側力體系實現多重設防,才是安全可靠的結構體系。
3. 3. 3 總結構體系與基本分結構體系
1972 年 12 月 23 日尼加拉瓜首都發生強烈地震,1 萬多棟樓房倒塌。林同炎公司 1963 年設計的美州銀行大樓,雖位于震中,承受比設計地震作用 0. 06g 大 6 倍的地震 0. 35g而未倒塌,引起世界同行的高度重視。眾所周知,建筑物在地震作用下的運動與由風引起的位移是不同的,在強烈地震作用下,結構會在任意方向變形。在高層建筑中,這種變形更為復雜。當然主要是第一振型,同時也包括具有鞭梢效應的第二、第三振型,變形量很大。所以設計者主要考慮的是如何避免就其結構固有特征會引起倒塌的過大變形。再則,設計高層結構所考慮抗風與抗地震要求的出發點往往是矛盾的。剛度大的結構對抗風荷載有利,動力效應小; 反之,較柔的結構有利于抗震。所以要設計一個抗風及抗震性能都很好的高層結構不很容易。林同炎教授的設計思想是設計一個由 4 個柔性筒組成的,具有很大抗彎剛度的結構總體系。在抗風荷載及設防烈度的地震作用下表現為剛性體系。當遇到罕見的強烈地震時,通過控制各分體系( 柔性筒) 之間的聯接構件( 鋼筋混凝土連梁) 的屈服、破壞,而變成具有延性的結構體系,即各分體系獨立工作,則結構的自振周期變長,阻尼增加,即使超出彈性極限,仍持有塑性強度,可做到搖擺而不倒塌。地震后的實地觀察,證明其設計思想是正確的,正如預料的那樣,聯梁的混凝土剝落,梁中有明顯裂縫。但四個柔性筒的本身均無裂縫,筒壁仍處于彈性階段。
3. 4 抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件
延性是指構件或結構具有承載能力基本不降低的塑性變形能力的一種性能。在“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設計原則下,結構應設計成延性結構。當設計成延性結構時,由于塑性變形可以耗散地震能量,結構變形加大,但結構承受的地震作用不會直線上升,也就是說,結構是用它的變形能力在抵抗地震作用。延性結構的構件設計應遵守“強柱弱梁,強剪弱彎,強節點弱桿件,強底層柱”原則,承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
3. 5 應有意識地加強薄弱環節
( 1) 結構在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載力分析( 而不是承載力設計值的分析) 是判斷薄弱層的基礎。
( 2) 要使樓層( 部位) 的實際承載力和設計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層( 部位) 的這個比例有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。
( 3) 要防止在局部上加強而忽視整個結構各部位剛度、承載力的協調。
( 4) 在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層( 部
位) ,使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的主要手段。
4 做好高層建筑結構概念設計還應注意的問題
( 1) 結構方案要根據建筑使用功能、房屋高度、地理環境、施工技術條件和材料供應情況、有無抗震設防來選擇合理的結構類型。
( 2) 不同結構體系在豎向荷載、風荷載及地震力作用下的受力特點。
( 3) 風荷載、地震作用及豎向荷載的傳遞途徑。
( 4) 結構破壞的機制和過程,以加強結構的關鍵部位和薄弱環節。
( 5) 預估和控制各類結構及構件塑性鉸區可能出現的部位和范圍。
( 6) 場地選擇、地基基礎設計及地基變形對上部結構的影響。
( 7) 各類結構材料的特性及其受溫度變化的影響。
( 8) 非結構構件對主體結構抗震產生的有利和不利影響,要協調布置,并保證與主體結構連接構造的可靠等。
參 考 文 獻
[1] GB 50011 -2001 建筑結構抗震設計規范[S]
關鍵詞:建筑結構;抗震設計;結構體系;概念設計
1 建筑的抗震概念設計的含義
所謂“建筑抗震概念設計”是指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,依此進行建筑和結構總體布置并確定細部構造的過程。結構的抗震設計應該是綜合概念設計、計算和結構措施等完整的一系列設計,掌握了抗震概念設計,有助于明確抗震設計思想,靈活、恰當地運用抗震設計原則,使設計人員不至于陷入盲目的計算工作,從而做到比較合理地進行抗震設計。
2 混凝土工程中建筑結構設計更應重視概念設計
在設計中,雖然分析計算是必須的,也是設計的重要依據,但僅靠此往往不能滿足結構安全性、可靠性的要求,不能達到預期的設計目標,因此必須非常重視概念設計。從某種意義上講,概念設計甚至比分析計算更為重要,因為合理的結構方案是安全可靠的優秀設計的基本保證。高層建筑結構設計尤其是在高層建筑結構抗震設計中,更應重視概念設計。這是因為高層建筑結構的復雜性、發生地震時震動的不確定性、人們對地震時結構響應認識的局限性與模糊性、高層結構計算尤其是抗震分析計算的精確性、材料性能與施工安裝時的變異性,結構計算模型的假定與地震時的實際工作有很大的差異以及其他不可預測的因素,致使設計計算結果(尤其是經過實用簡化后的計算結果)與實際相差較大,甚至有些作用效應至今尚無法定量計算出來。
3 建筑工程混凝土結構抗震概念設計的基本內容
3.1 首先應重視建筑工程結構的規則性
建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規則的形狀設計方案。合理的建筑布置在抗震設計中是頭等重要的,提倡平、立面簡單對稱,因為震害表明,此種類型建筑在地震時較不容易破壞,而且容易估計出其地震反應,易于采取相應的抗震構造措施和進行細部處理。“建筑結構的規則性”包含了對建筑的平立面外形尺寸,抗側力構件布置、質量分布,承載力分布等諸多因素的綜合要求。“規則建筑”體現在體形(平面和立面的形狀)簡單;抗側力體系的剛度承載力上下變化連續、均勻;平面布置基本對稱。
3.2 結構剛度、承載力和延性要有合理的匹配
當結構具有較高的抗力時,其總體延性的要求可有所降低;反之,較低的抗力需要較高的延性要求相配合。對結構提出了“綜合抗震能力”的概念,就是要綜合考慮整個結構的承載力和構造等因素,來衡量結構具有的抵抗地震作用的能力。地震時建筑物所受地震作用的大小與其動力特性密切相關,與其具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性密切相關。但是,提高結構的抗側剛度,往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物具有很強的抗倒塌能力,最理想的是使結構中的所有構件都具有較高的延性,然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿件的延性是比較經濟有效的辦法。因此,在確定建筑結構體系時,需要在結構剛度、承載力及延性之間尋找一種較好的匹配關系。
3.3 設計多道設防結構
3.3.1 超靜定結構
靜定結構是只有一個自由度的結構,在地震中只要有一個節點破壞或一個塑性鉸出現,結構就會倒塌。抗震結構必須做成超靜定結構,因為超靜定結構允許有多個屈服點或破壞點。將這個概念引申,抗震結構不僅是要設計成超靜定結構,還應該做成具有多道設防的結構。第一道設防結構中的某一部分屈服或破壞只會使結構減少一些超靜定次數。同時要注意分析并控制結構的屈曲或破壞部位,控制出鉸次序及破壞過程。有些部位允許屈服或允許破壞,而有些部位則只允許屈服,不允許破壞,甚至有些部位不允許屈服。例如,帶連梁的剪力墻中,連梁應當作為第一道設防,連梁先屈曲或破壞都不會影響墻肢獨立抵抗地震力。
3.3.2 雙重抗側力結構體系
雙重抗側力結構體系是可能實現多道設防結構的一種類型,而且雙重抗側力結構的抗震性能較好。這里提出的雙重抗側力體系的特點是,由兩種變形和受力性能不同的抗側力結構組成,每個抗側力體系都有足夠的剛度和承載力,可以承受一定比例的水平荷載,并通過樓板連接協同工作,共同抵抗外力。特別是在地震作用下,當其中一部分結構有所損傷時,另一部分應有足夠的剛度和承載力能夠共同抵抗后期地震作用力。在抗震結構中設計雙重抗側力體系實現多重設防,才是安全可靠的結構體系。
3.3.3 總結構體系與基本分結構體系
1972年12月23日尼加拉瓜首都發生強烈地震,1 萬多棟樓房倒塌。林同炎公司 1963 年設計的美州銀行大樓,雖位于震中,承受比設計地震作用 0. 06g 大 6 倍的地震 0. 35g而未倒塌,引起世界同行的高度重視。眾所周知,建筑物在地震作用下的運動與由風引起的位移是不同的,在強烈地震作用下,結構會在任意方向變形。在高層建筑中,這種變形更為復雜。當然主要是第一振型,同時也包括具有鞭梢效應的第二、第三振型,變形量很大。所以設計者主要考慮的是如何避免就其結構固有特征會引起倒塌的過大變形。再則,設計高層結構所考慮抗風與抗地震要求的出發點往往是矛盾的。剛度大的結構對抗風荷載有利,動力效應小;反之,較柔的結構有利于抗震。所以要設計一個抗風及抗震性能都很好的高層結構不很容易。林同炎教授的設計思想是設計一個由 4 個柔性筒組成的,具有很大抗彎剛度的結構總體系。在抗風荷載及設防烈度的地震作用下表現為剛性體系。當遇到罕見的強烈地震時,通過控制各分體系(柔性筒)之間的聯接構件(鋼筋混凝土連梁)的屈服、破壞,而變成具有延性的結構體系,即各分體系獨立工作,則結構的自振周期變長,阻尼增加,即使超出彈性極限,仍持有塑性強度,可做到搖擺而不倒塌。地震后的實地觀察,證明其設計思想是正確的,正如預料的那樣,聯梁的混凝土剝落,梁中有明顯裂縫。但四個柔性筒的本身均無裂縫,筒壁仍處于彈性階段。
3.4 抗側力結構和構件應設計成延性結構或構件
延性是指構件或結構具有承載能力基本不降低的塑性變形能力的一種性能。在“小震不壞,中震可修,大震不倒”的抗震設計原則下,結構應設計成延性結構。當設計成延性結構時,由于塑性變形可以耗散地震能量,結構變形加大,但結構承受的地震作用不會直線上升,也就是說,結構是用它的變形能力在抵抗地震作用。延性結構的構件設計應遵守“強柱弱梁,強剪弱彎,強節點弱桿件,強底層柱”原則,承受豎向荷載的主要構件不宜作為主要耗能構件。
3.5 應有意識地加強薄弱環節
(1)結構在強烈地震下不存在強度安全儲備,構件的實際承載力分析(而不是承載力設計值的分析)是判斷薄弱層的基礎。
(2)要使樓層(部位)的實際承載力和設計計算的彈性受力之比在總體上保持一個相對均勻的變化,一旦樓層(部位)的這個比例有突變時,會由于塑性內力重分布導致塑性變形的集中。
(3)要防止在局部上加強而忽視整個結構各部位剛度、承載力的協調。
(4)在抗震設計中有意識、有目的地控制薄弱層(部位),使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發生轉移,這是提高結構總體抗震性能的主要手段。
4 建筑工程中結構概念設計還應注意的問題
(1)結構方案要根據建筑使用功能、房屋高度、地理環境、施工技術條件和材料供應情況、有無抗震設防來選擇合理的結構類型。
(2)不同結構體系在豎向荷載、風荷載及地震力作用下的受力特點。
(3)風荷載、地震作用及豎向荷載的傳遞途徑。
(4)結構破壞的機制和過程,以加強結構的關鍵部位和薄弱環節。
(5)預估和控制各類結構及構件塑性鉸區可能出現的部位和范圍。
(6)場地選擇、地基基礎設計及地基變形對上部結構的影響。
(7)各類結構材料的特性及其受溫度變化的影響。
(8)非結構構件對主體結構抗震產生的有利和不利影響,要協調布置,并保證與主體結構連接構造的可靠等。
參考文獻
【關鍵詞】再生混凝土;建筑領域;應用
隨著社會城市化的發展,高層建筑的建筑規模也在不斷加大, 混凝土塊一般以建筑廢棄物的角色出現在很多建筑物的改建上面。并且隨著我國經濟的發展,廢棄混凝土的數量日益增多,如何有效地處理和利用廢棄混凝土的這個課題已經引起了人們的普遍關注。
一、再生混凝土技術的概念
再生混凝土技術則是將廢棄混凝土通過清洗、破碎等一系列的技術措施進行處理,之后按一定比例重新配制出再生混凝土的一門技術。它的發展是當今混凝土界的熱議課題, 不過對此,目前再生混凝土的應用也沒有很明確的技術規范可以參照。以前建筑的混凝土垃圾一般只是作為處理材料使用,甚至就是直接運往垃圾焚燒場,給環境造成了嚴重的污染。通過再生混凝土集料的組裝,再生混凝土的性能得以提高,高品質的再生混凝土的市場價值很高,不過其工藝流程較為復雜,成本也較高,仍然需要大量科研資金的投入以及研究。 因此本文將對再生混凝土技術進行闡述,根據它們的特性和性質使其得到充分的循環利用,并且希望通過這種方式促進國內外的再生混凝土技術的研究。
二、 再生混凝土的特性
影響再生混凝土利用率的主要因素主要是再生混凝土的強度、吸水能力和磨損性等等。 與天然混凝土材料相比,再生混凝土的性能與之不一樣,所以研究再生混凝土的特性的變化十分重要。
(一)再生混凝土吸水能力
再生混凝土的顆粒多,表面積較大,顆粒間的間隙包含著大量的碎屑,水分的空隙大,因此,再生混凝土與普通集料相比,吸水率和吸水速率真的要大得多。不過,再生混凝土的粘聚性和保水性跟其組成有很大的關系,原因就是再生混凝土如果砂礫就多,表面越粗糙,孔隙就越多,從而降低了混凝土的保水性。
(二)再生混凝土的磨損性
再生混凝土的耐磨損性較差,只有加大原始混凝土所占的比例,再生混凝土的耐磨損性才能夠逐步地進行提高。因為再生混凝土尺寸越小,其含有硬化砂的顆粒的數量又多,所以再生混凝土的耐磨損性要比較小。
(三) 再生混凝士的強度
隨著再生混凝土在混凝土集料中比例的增加,其主體的強度是降低的。與此同時,用再生集料替代天然集料可以降低其建筑的混凝土強度。
隨著用來施工的再生混凝土的原材料的強度的降低,再生混凝土的強度也會呈現下降趨勢。不同強度的再生混凝土的用途不一樣,其經濟效益也不一樣,所以在考慮再生混凝土的材料配置時,最好按照再生混凝土的適當的原料配比方法,只有這樣,才可以更好地用于混凝土工程的應用。
在再生混凝土中的超聲波傳播效率跟再生混凝土的強度也有很大的關系。所以,如果要開發超聲波在再生混凝土中的傳播項目,最重要的必須要建立起超聲波傳播速度與再生混凝土強度之前模型,以此來研究再生混凝土與超聲波傳播速度之間的復雜關系,為再生混凝土強度的超聲波檢驗提供必要的理論依據。
長期以來,我國的建筑垃圾,特別是廢棄混凝土再利用沒有引起很大重視,通常是未經任何處理就被運到郊外或農村,采用露天堆放或填埋的方式進行處理。隨著我國城鎮建設的蓬勃發展,建筑垃圾的產生量也與日俱增。目前,我國每年的建筑垃圾數量已在城市垃圾總量中占有很大比例,約30~40%,而混凝土等固體廢棄物又占建筑垃圾的55~65%,成為廢物管理中的難題。上海、北京等城市的一些建筑公司在對建筑垃圾的回收利用方面作了一些嘗試。
三、再生混凝土的實用性研究
隨著水分比的增加,再生混凝土與普通混凝土的耐久性指數均得到降低,質量損失也有所增大.這是因為隨著水分的增加,混凝土中間可以滲進去的水量增多,強度就會降低。使用廢棄混凝土塊研究再生混凝土技術,因具有明顯的環境效益、經濟效益,已受到人們的重視。另外,再生混凝土由于其顆粒的微細化,在使用的過程中的顆粒表面的物化作用也會對其實用性造成影響,除卻土塊顆粒的流動性對使用價值造成的影響也很重要。
提高再生混凝土的實用性,需要深刻理解到綠色生態混凝土的這個概念。綠色生態混凝土可以有再生混凝土技術的領域中衍生出來,它很好地開拓了循環經濟的應用,在這個方向上面,相關的工作人員主要應該開發再生混凝土的循環經濟模式,一方面對再生混凝土技術的綠色可行性進行分析與調查,另外一方面要加大力度繼續研究綠色生態的再生混凝土技術的具體運用方向。
四、再生混凝土技術存在的相關問題
在國內對再生混凝土技術所展開的很多研究結果表明:與天然混凝土材料相比, 再生混凝土和普通混凝土之間存在性能差異。再生混凝土具有密度小、 強度低、流動性小等問題, 所以還不能極大地推廣其在工程上的應用。而且再生混凝土技術從目前看來,還缺乏較為完善的制作標準,極大地降低了再生混凝土技術的市場價值。
但是除此之外, 與普通混凝土相比,再生混凝土又具有重復利用率高、承載力高、 施工方便和經濟效益好等優點,在再生混凝土的生產工藝、組裝比等領域,特別是再生混凝土的特性以及結構分析技術都需要進一步的開發與研究。
我國再生混凝土不僅運用到建筑業,而且很多再生混凝土運用在在交通行業中,當混凝土道路的混凝土路面到達其使用年限,或者重物碾壓等原因破損,則需要修補或者重建時,現在的一般做法是破除并廢棄舊的水泥混凝土面層,修補基層后,重新進行鋪筑。目前,在我國水泥混凝土路面再生技術中主要應用的是現場再生技術,即破碎或粉碎現有路面,然后將破碎或粉碎后的路面用作新路面結構中的基層或底基層,這一種做法在我國公路養護維修中普遍采用。例如,合肥至南京的高速公路采用再生混凝土骨料作為新拌混凝土的集料來澆注混凝土路面。合肥至南京的高速公路,路面為水泥混凝土,于1991年建成通車,隨著交通量的增長、使用年限的增加,路面出現了不同類型的病害,每年路面維修工程量很大,每年維修產生大量的舊混凝土。為此,在養護維修過程中,根據高速公路快速通行的特點,采用再生混凝土骨料,并加入早強劑,達到快速通行的目的。施工前測試了再生混凝土骨料的表觀密度、吸水率、壓碎值、堅固性和沖擊值,并且充分注意了集料的最大粒徑和級配。用再生混凝土骨料代替天然集料,再生混凝土骨料的利用率可以達到80% ,每年還可以節約大量骨料的運輸費用。同時,節省了廢棄的混凝土占用的土地費用。這樣既節省了大量的養護資金,又有利于環境保護,獲得了良好的社會經濟效益來源。
五、結 語
對再生混凝土的性能和技術理論的研究在國內外均已取得很大的進步, 但是再生混凝土技術在實際工程中的應用還未被全面地推廣。為進一步提高再生混凝土的工作性能,相關政府應該加大力度對一些新型的混凝性能領域展開研究,例如再生混凝土在鋼管中的應用等等。
所以通過鋼管的再生混凝土技術的運用不斷促進再生混凝土技術的發展,這種方式也是可行的,或者研究使用再生混凝土技術來滿足土木工程建筑施工的要求等等,通過這些技術措施希望可以為混凝土循環資源化的構建一副很好的藍圖。
參考文獻:
[1]肖建莊,李佳彬,孫振平,郝眩明;再生混凝土的抗壓強度研究[J];同濟大學學報(自然科學版);2004年12期