建筑结构设计中对称美法则的运用.pdf

民 营科技2010 年第 5 期251MYKJ建筑 ·规划 ·设计建筑结构设计中对称美法则的运用郭 亮（柳州铁路建筑安装工程公司，广西 柳州 545007）1 概述建筑业的主要任务是 “全面贯彻适用 、安全 、经济 、美观 ”的方针 对称顺应了力学规律，对称美法则也是建筑设计中不可忽视的方法之一 新颖的结构形式与建筑功能和谐统一，优美的结构形体与合理的受力性能之间协调一致，只有符合了这些基本要求的设计，才具有生命力，才能在建筑结构的发展过程中起到某种典型作用 将对称美法则运用在结构设计中，把结构的形式与艺术形象融合起来，使结构本身富有美学表现力，让自然显露的结构具有美学价值，这样，就可以使建筑最终达到适用 、安全 、经济和美观的目的 2 对称美基本法则2.1 形式美法则2.1.1 对称与均衡形式美中的对称是指，整体的各组织部分之间的对应和一致 均衡又称平衡，是由力学引伸而来的名词，在构成设计上指根据图象的形式 、大小 、轻重 、色彩及材质的分布作用于视觉判断的均等关系，感觉上有力的均衡作用 对称与均衡，常常结合起来发挥作用 2.1.2 比例与尺度比例是指构成整体的部分与整体之间具有尺度 、体量等数比关系 。

在古希腊人们就发现了黄金比例，他们认为这是最佳比例关系 在建筑设计中，形象所占面积的大小 、空间的分割 、色彩的面积 、线条的长短等都需要我们用比例的思维作合理的安排，尺度是指造型比例中所体现的数量关系 在建筑设计中尺度还涉及到人与空间的行为关系 如建筑设计的模数就与人体的尺度有关，这种符合人体行为的尺度也同样体现在其他设计范畴 2.2 对称美法则对称美是指平衡或和谐的布置产生的美，是形式美法则中的一个基本概念 自然界中随处可见对称的形式：雪花的晶体，鸟类的羽翼，花木的叶子 ……不难发现，我们生活在一个充满对称形式的世界里 人类从原始社会以来，就按照从不对称到对称的造型法则将物质产品进行美的加工，人类对对称美推崇备至，使对称的概念几乎已经渗透到所有的造型领域 在建筑学中，无论是简单的还是复杂的形体，如果以形体的垂直或水平线为轴，当它的形态呈现上下 、左右或多面均齐就称之为对称，建筑家们在规划设计中也常离不开对称 如中国的故宫，一条中轴贯通着整个宫城，三大殿 、后三宫 、御花园都位于这条中轴线上 在建筑领域不止布局，连建筑物本身也是呈对称形式 对称的建筑物具有安静 、稳定的特性，并且还可以衬托中心 。

[1]3 建筑结构设计中对称美法则运用建筑物或构筑物在使用过程中，都要承受各种荷载的作用，这种承担荷载的建筑物和构筑物或者其中的某些承重构件，都可称为结构 对称，从某种意义上说，是一种平衡关系 而建筑结构设计的实质是解决结构物体受到的各种力的平衡问题 在结构体系中，对称的图形或物体给人一种均衡 、稳定的心理暗示 一栋建筑物，必须有它的骨架，如果骨架破坏，建筑物就要倒塌 支撑建筑的骨架称为 “房屋结构 ”，组成房屋结构的基本元件称为 “基本构件 ”一栋建筑物的基本构件从下往上依次是基础 、柱 、梁 这几种基本构件的截面，几乎都是对称的形式 不仅如此，就连结构设计中钢筋的配置也是左右对称的 [2]3.1 对称设计的建筑结构形体无论是简单的还是复杂的形体，如果以形体的垂直或水平线为轴，当它的形态呈现上下 、左右或多面均齐就称之为对称体型 古代的那些建筑平面与立面在可能的情况下几乎都可以归纳为对称的体型，而且从对称轴上我们可以看出同样的规律性，以及有一种引导人们的活动趋于有序性的作用 建筑设计中，抗震设计要点中很多条都指出了要设计成对称的结构体型 除了在抵抗地震力的作用时较非对称的结构体型有利外，对称的结构体型自身重力也较非对称的结构体型要均衡，在相同的地基承载力的条件下，不会由于建筑物的沉降不均匀而产生裂缝 。

因此，建筑设计时，结构体型采用对称布置是十分重要的 对称的结构体型很多，不少公共建筑 、行政办公楼以及古建筑等，多采用对称的布局，在外观形式上，能彰显其庄重性；在受力上，又有利于实现力的均衡 [3]3.2 对称美法则在建筑实体结构设计中的运用实体结构是指长 、宽 、高三个方向的尺寸大约为同一量级的结构，主要包括墙体 、拱和坝体等 位于尼罗河西岸的埃及金字塔是著名的古代建筑，从外部来看，底座呈方形，愈上愈窄，聚于塔顶形成一个对称的方锥体型 内部除墓室和通道外都是实心 金字塔是一座陵墓建筑，规模宏伟，结构精密，全部采用方形石块来建造 石块与石块之间紧密相接，接缝处严密精确，一块石头直接叠在另一块石头上，完全靠自身的重量堆砌在一起，连一个薄刀片都插不进去 金字塔这种对称的棱锥体型不仅外形庄严 、雄伟 、朴素 、稳重，与周围无垠的高地 、沙漠浑然一体，和谐一致，而且在结构中的安全系数也是最高的 金字塔历经数千年沧桑，多次地震摇撼都岿然不动，不倒塌，不变形，完好无损，正是这种有利的对称结构的优势体现 [4]提到水塔，大家都不自觉地联想到字母 “T”T”字的构造是一根竖线支在一条横线的中点上，横线两端的距离相等，左右对称，给人一种天平的感觉 。

我们可以看到每个水塔都是一个辐射对称的倒锥体 如果说棱锥体是所有结构中安全系数最高的，那么倒锥体则是安全系数最低的建筑了 因此倒锥体建筑尤其要讲求对称 试想水塔不是呈对称的结构，那么水箱的重心势必和下面的圆柱体基座的重心不在同一条轴线上，从而产生一个偏心弯矩 水箱越重，偏心距越大，为了保证不对称结构的水塔不至于失稳，结构上则相应地要做许多加固处理 上述所举的实体结构类型的例子，都是直接地显示了结构的自然对称形体，由于它们受力合理 、自重轻，故能跨越巨大的空间而不需要在中间加支点 结构的形式与建筑空间艺术以一种十分自然的方式融合在一起，形象优美，轻巧自然，给人以对称美的享受 结语亨利 ·拉塞尔 ·希区柯克说过： “一个拙劣的建筑家的特点是以装饰为由，可以滥用不对称性 ……而一个出色的建筑家的特点是，使设计的规律性接近于对称性 不对称的建筑，对大跨度结构来说，材料用量多，不仅是一种浪费，对结构的抗震，特别是竖向抗震极为不利 结构形式上的创新决不是追求形式上的新奇，它应当符合几个基本要求：新颖的结构形式与建筑功能要求的和谐统一；优美的结构形体与合理的受力性能之间的协调一致 、与建筑技术的发展方向一致 。

符合这些基本要求的工程创造才具有生命力 参考文献[1] 慎铁刚 ．建筑力学与结构 [M]．北京：中国建筑工业出版社， 2007： 34-45.[2] 蒋学志 ．建筑形态构成 [M].长沙：湖南科学技术出版， 2008： 57-58.[3] 施济光 .学习创造 ·通用构造基础 [M]．北京：中国建筑工业出版社，2007： 120-125.[4] 刘建荣 ．建筑构造 [M]．北京：中国建筑工业出版社， 2008： 150-160.摘 要：在建筑物的重力感 、力的传递与支承的关系中所表达出来的对称性，既是建筑结构的作用，也是建筑艺术表现力的重要源泉 在建筑结构的设计过程中，应把对称性与空间艺术形式合理地融合起来，使建筑结构本身既富有美学表现力，又顺应力学规律，这样就可以使建筑最终达到适用 、安全 、经济和美观的目的 关键词：建筑；对称；均衡；结构设计。