建筑结构的奥秘

章节摘录

　　砌筑穹顶的产生与发展　　穹顶的起源也可追溯到遥远的史前时代。最原始的穹顶是用泥土固结成穹顶模样，可以通过掺入植物纤维以使穹顶不易破坏，或者用火焙烧使其更为坚固。具有耐久性的穹顶，与拱的情况相似，将石块和砖瓦以一定数量设置在中心位置，并进行堆积，最初形成“叠涩穹顶”。最著名的例子，是公元前1300年建造的迈锡尼的“阿特伊斯宝库”（别名“阿伽门农的墓”，参照前页）。此穹顶由切割而成的石块堆积建造，里面的形状接近圆锥，底部直径14.5m，高度13.5m。石结构的叠涩穹顶，现在在南欧的住宅等建筑物中，还能看到小规模的实例。　　由于叠涩穹顶仅由切割而成的石块沿水平方向进行砌筑，当有水平方向的力作用，上下的石块间就会产生滑动并产生错位，很难传递推力。为防止这种状况，将石块切成这种样式--切口沿着穹顶的放射线方向，与拱的情况不同，切成的石块的形状一定要制作成三维的楔形，并且由于沿高度变化，不能向拱那样简单实现。因此，真正意义上的由切割而成的石块构成的穹顶的出现要远远迟于砌筑拱。另外，这种方法也不应用在规模较大的建筑物中。在穹顶建筑中，最多使用的材料是用天然水泥制成的混凝土和砖瓦。　　位于伊斯坦布尔的圣索菲亚大教堂，是由东罗马帝国皇帝查士丁尼命人建造的基督教堂，完成于537年。穹顶为砖结构，下部结构为石结构。屋面采用了铅制薄板。最初的穹顶，与现在的相比，形状更加扁平，遭受多次地震后，于558年毁坏，重建后的穹顶为目前的形状。其后，在地震作用下也有部分破坏，进行了多次修补，但穹顶的形状并没有变化。穹顶的平面形状不是正圆形，从室内仔细观看可发现有些扭曲，直径（内径）在东西向为32.7m，南北向为32.2m。穹顶架设在非常高的位置，顶部的高度超过52m。穹顶的荷载通过于穹顶平面外切的正方形各边上的半圆形拱传向4根较大的立柱（图5）。在穹顶底面和4个大拱之间的空间上设置了穹隅（从外部不易被辨认出，但在室内可较好的表现出来，69页），使得力从穹顶传往拱和支柱。　　穹顶也与拱相同，具有推力使得其末端向外扩张的特点。此推力，在东西向由两个半穹顶，在南北向由两对扶壁支承着。同样，圣索菲亚大教堂凭借支承穹顶的拱以及解决推力问题的半穹顶和扶壁得以建造。并且简洁地展现了这种造型，形成雄伟的结构美。　　圣索菲亚大教堂建成后的900年间，作为基督教的中心和拜占庭建筑的标准样式，对欧洲和亚洲有巨大的影响。15世纪，伊斯坦布尔（当时的君士坦丁堡）由奥斯曼土耳其帝国占领，并驱逐基督教徒，圣索菲亚大教堂被作为伊斯兰教寺院使用，建造4座宣礼塔（尖塔）的追加建筑，遂成为今日见到的整体的样子。因此，此次作为伊斯兰教寺院建筑的样式，对于后来的清真寺建筑有深远的影响。　　……

内容概要

川口卫：1960年东京大学大学院博士毕业，现任法政大学工学部教授。著有《吊构造（建筑编）》《建筑构造设计》《建筑概论》《现代建筑构造与表现》。

阿部优：1970年法政大学大学院硕士毕业，现任法政大学工学部讲师。

松谷宥彦：1964年法政大学工学部建筑专业毕业，现任松谷建筑设计事务所董事长。

川崎一雄：1965年广岛三原工业高等学校建筑专业毕业，现任川崎一雄工房主管。

译者：

陈志华，天津大学建筑工程学院教授、博士生导师，百千万人才工程国家级人选，新世纪人才。作为第一完成人获国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖3项和二等奖3项，获发明专利15项，参编主编标准12部，在国内外重要期刊上发表学术论文百余篇，著《弦支穹顶结构》《空间钢结构APDL参数化计算与分析》，主编《钢结构原理》《建筑钢结构设计》、《钢结构原理与设计》，译《钢结构性能与LRFD规范》《宅钢结构设计与施工》等。

王小盾，天津大学建筑工程学院副教授、硕士生导师。清华大学土木水利学院博士后出站，曾在日本川口卫设计事务所工作，在国内外重要期刊上发表学术论文多篇，获国家和省部级科技进步奖6项，多项专利拥有人之一，译著《建筑构成手法》《图解钢结构设计》等。

书籍目录

译者序 003

前言 005

第1章

梁和柱 007

梁的理论及应用 008

梁承受的力 010

梁的材料及形状 011

梁的种类 012

梁的应用——桥梁 013

日本建筑中梁的原理 014

寺院建筑的屋顶结构 016

斗拱 017

屋架和挑檐木 018

法隆寺的屋檐及斗拱 019

梁和柱的结构 020

柱的作用与形状 021

装饰用梁、柱 022

虚梁、柱 023

用斜撑支承的屋檐 024

第2章

桁架 025

三角桁架的原理及应用 026

三角桁架的构思 028

三角桁架的例子 029

三角桁架的种类和力的传递 030

梁桁架的种类和力的传递 031

梁桁架的原理 032

从组合到分离——梁桁架的出现 033

梁桁架的发展 034

现代的桁架结构 036

第3章

框架结构 037

木框架结构 038

框架结构的原理 040

传统木结构的框架效果 041

现代建筑的框架结构 042

框架结构的作用 043

现代的框架结构 044

第4章

拱，拱顶结构 045

砌筑拱的出现 046

砌筑拱的原理和应用 048

拱顶结构的发展 050

交叉拱 052

肋的造型 053

日本的拱结构 054

欧洲的木拱结构 056

铸铁拱 057

锻铁拱 058

钢铁拱 060

拱的造型——建筑 062

拱的造型——桥梁 064

第5章

穹顶，壳 065

砌筑穹顶的产生与发展 066

大穹顶的典范——万神庙 068

穹隅和角拱 069

文艺复兴的先驱——佛罗伦萨大教堂 070

圣彼得大教堂——改建与科学手法运用的开始 071

现代的穹顶、壳结构 072

壳的形状与力流 074

壳体结构的经典尝试 076

寻求更加自由的形状 078

折板结构的原理与实例 080

折板结构的造型 082

第6章

空间网架 083

空间网架 084

网壳结构形式 086

网格穹顶 088

空间网架的节点 090

古典式空间网架 091

木结构的空间网架，重复样式 092

第7章

索结构 093

索结构的产生与发展 094

索结构的原理——桥 096

近代的悬索桥 098

斜拉桥 099

悬索屋盖结构的产生与发展 100

悬索屋盖结构——各种组合方式 102

悬索屋盖结构的展开 104

拱与索进行组合——索拱结构 106

索拱结构的浪漫色彩 108

第8章

膜结构 109

向膜结构的挑战 110

充气膜结构的力学原理 112

充气膜结构的展开 114

非充气膜结构 116

第9章

塔 117

日本的塔 118

竞争高度的塔 120

宗教与塔 122

铁塔 123

塔式建筑的力和形状 124

参考文献 125

索引 129

作者简介

《建筑结构的奥秘:力的传递与形式》在结构力学、结构设计与建筑物形态方面进行图示和说明，展现了结构对建筑的重要性，特别是结构对建筑物安全性和建筑美学方面的贡献，《建筑结构的奥秘:力的传递与形式》可以帮助读者了解到人类长久以来致力于使“力”和“美”相互完美结合的努力和成就。

图书封面

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