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大型铸造厂家盈丰铸钢供应优质悬索桥铸钢件索鞍

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  • 主营产品: 悬索桥铸钢件索鞍
  • 所在地区: 河北省?#23383;?#24066;

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钢结构建筑节点的表现艺术

摘要:建筑结构与形式表现艺术的关系是由古至今的热议话题。在钢结构建筑中,结构与形式之间出现了新的关系,其中节点作为钢结构建筑中构造与结构的细部表现,受到了建筑师和工程师的重?#21360;?#38050;结构建筑中的节点以其科学性展现出材料的变化、结构的变化,塑造出不同的立面形?#25509;?#31354;间氛围。本文将探讨钢结构建筑中节点的表现艺术。

关键词:钢结构;节点设计;节点表现

 

1  结构与表?#20013;?#24335;的历史背景

 

维特鲁威说建筑应具有“坚固、实用、美观”的特点,这三个词点出了从古至今建筑中永恒不变的主题:“结构、功能、形式。”关于建筑结构与形式关系的讨论从未停息,每个时代,建造的?#23478;?#19981;同、材料不同、建筑背后的指导思想也不相同,这些原因?#38469;?#24471;有关于结构的话题值得被重新讨论。

古希腊的神庙,威严地高耸在山地之上,让?#22235;?#30475;出其庄重的柱,简单有力的结构形态;古罗马建筑中,拱券和柱既是结构同时也体现?#21028;?#24335;之美;哥特建筑中,尖拱券的出现并不只是因为中世纪教皇权利集中的政治文化背景,其背后原因更包含着尖拱券受力的合理性。文艺复兴时期,建筑师成为独立的身份,不再附属于工匠或艺术家,关于建筑的讨论变得更加主动和深刻。文艺复兴时期的建筑师,将建筑?#20852;?#26377;的要素都统一到同一个体系中,他们崇尚古典、和谐的比例关系,这使得他们要处理建筑从内到外所有要素之间的矛盾,建筑?#24509;?#21512;成一个整体,不论是结构还是装饰,?#23478;?#36798;到一?#36136;?#30340;和谐秩序,融入进同一个有着和谐比例的体系之中。阿尔伯蒂作为文艺复兴时期早期的建筑师,?#38109;?#20110;使建筑从内到外达?#33014;?#35856;统一?#32784;?#32654;比例关系,从对圣母玛利亚教堂立面的探索,到圣安?#38109;?#25945;堂?#33455;?#37096;与整体所有要素?#32784;?#32654;统筹,阿尔伯蒂开创出?#23435;?#33402;复兴时期的一?#30452;?#20934;的教堂形式。从艾森曼考证到阿尔伯蒂这里,建筑学第一次不止关注它的存在——制作法本身,还从内部和外部关注它的存在和表现法。直到19世纪学?#21697;?#31163;之前,结构与建筑绝大多数情况下是由建筑师统筹考虑?#27169;?#27491;如阿尔伯蒂在论建筑?#20852;?#34920;达的思想一般:“建筑物这?#24509;?#20214;事情是由外形轮廓与结构所组成的。”19世纪以来,建筑师们?#27426;?#22320;探索结构与外在形式之间的关系,维奥莱·勒·迪克是结构理性主义,他崇尚哥特建筑中的结构美,认为建筑应遵循?#24509;资?#35273;和内部结构相统一的逻辑系统。

在思想文化的?#27426;?#28436;变中,每个人都在自己的理解中处理着结构与建筑外在展?#20013;?#24335;的关系。19世?#20572;?#38543;着钢材的发展,以及结构工程师与建筑师的学?#21697;?#31163;,建筑结构与形式之间出现了新的关系。由铁架和玻璃建造的水晶宫开启了建筑形式的?#24405;?#20803;,完全暴露出钢结构的埃菲尔铁塔,带给人们难以言喻的震撼(但当时的人们却无法一下子接受这样一个由钢铁塑造的巨型建筑)。水晶宫与埃菲尔铁塔?#21152;山?#26500;工程师设计完成,这无疑引出了在钢结构背景下的结构与形式的话题,随着钢结构体系的?#27426;?#23436;善,计算机参数化等设计手段的发展,钢结构建筑迎来的是一个发展的高峰,而关于钢结构建筑结构与表?#20013;?#24335;的关系的探索与讨论,自19世纪以来从未停歇。

2  节点的含义

 

建筑中的节点,?#20174;?#30528;建筑物中多种多样的连接关系,节点是局部的连接,通过这种局部的连接构?#19978;?#32479;?#20174;?#30528;整体。“所谓节点,就是?#31579;?#31181;不同性质的单元体构成,能?#27426;?#31435;执行一项或数项不同功能的综合体。”

一个完整的结构体系由不同的受力构件组成,构件则通过节点?#35789;?#29616;内部转换和相互连?#21360;?#33410;点是受力的合理点,在结构中设计清晰明了的节点,有利于力在结构中有效地传递,能够有效地发挥各构件的力学性能,同时,节点?#37096;?#33021;成为建筑中材料的交接处,需要考虑到不同材料的特性,充分体现材料的力学性能。

在传统木结构建筑中,斗拱?#32479;?#25285;着节点这样一个重要角色。在清朝以前,斗拱是结构的一个重要组成部分,斗与?#23433;?#23618;相叠,连接屋顶、梁、柱,实现了力的传递,同时,它具有很强的装饰性,斗?#30333;?#20026;明露的结构,成为中国传统建筑中不可忽视的美学形式的组成部分,以至于到了清朝,虽已不需要斗?#30333;?#20026;承重构件,却依然没有取消这一结构构件。

 

斗拱

钢结构具有材料均质性好、各向同性、结构总重量轻、塑性韧性好等众多优点,近20年来,我国的钢结构建筑数量?#35813;?#22686;长,衍生出丰?#27426;?#26679;的钢结构建筑的结构与表?#20013;?#24335;,而钢结构建筑体系中结构的支撑也?#35272;?#20110;节点,合理的节点构造能够充分发挥钢材料的力学性能,使得工作机理不同的构件能够协同工作,为千变万化的结构形态的稳定提供基础。

 

 

3  钢结构节点的科学性

 

影响钢结构建筑中节点形式的因素有很多,节点的分类较为复杂,根据连接件的位置关系,节点可分为:搭接节点、平接节点、角接节点、对接节点等;根据节点的连接工艺不同可分为:焊接节点、铆接节点、螺栓连接节点、销栓连接节点、胶结连接节点?#21462;?/span>

钢结构建筑中的节点根据其所起到的作用不同,大体可分为结构性节点和构造性节点。结构性节点是结构构件之间连接的节点,是建筑结构中力的集中点与传递点,起到完?#31579;?#26500;件之间力的传递的作用,体现着各构件之间的稳定性和受力平衡,如?#28938;?#20214;与杆件之间的连?#21360;?#32034;与索之间的连?#21360;?#26438;件与索之间的连?#21360;?#26500;件与支座之间的连接?#21462;?#33410;点处的不同构件受力方式不同,拉力、压力、剪力等不同形式的力?#25380;从?#22312;节点处,节点将这些力连接成一个整体,形成一个个视觉焦点,压力在节点处往往雄健有力,增加空间的力量感,而拉力则轻盈明快,给空间增添活跃感。?#24049;材?#26031;堡体育馆采用了一种悬挂结构,节点连接了拉索与平衡杆,节点处拉索通过平衡杆处的封板将拉力转化为压力,节点部位的加劲肋增加了节点的刚度和强度,实现了力的平衡。图中拉索显然承受很大的力的作用,维?#36136;?#21147;平衡的节点显得强劲有力,体现出节点作为结构构件的力学美。以同济大学B楼?#22411;?#22823;厅的屋顶为例,采用四角锥体系网架结构,支?#29260;?#22823;跨度空间的覆顶,采用螺栓球节点,具有节点部位没有偏心、受力状态好等优点。

构造性节点,连接的是钢结构建筑的附属功能构件与结构构件,是皮与骨的连接,节点处不同的材质有着不同的肌理变化和材料质感,如钢材与玻璃、钢材与膜材等,这些不同的材料在节点处形成强?#19994;?#23545;比,展现出各种材料的冲突,节点使这些材料在冲突?#34892;?#25104;一种和谐、稳定的关系,突出不同材料的交融。以玻璃幕?#25509;?#21463;力构件之间的连接为例,玻璃幕?#25509;?#32467;构构件之间的连接方式较为多样,如明框式玻璃幕墙构造、隐框半隐框玻璃幕墙构造、全玻式玻璃幕墙构造、点支玻璃幕墙构造?#21462;?#20363;如上海当代艺术馆的玻璃幕墙即采用点支玻璃幕墙构造,“每块玻璃的四个角分别由不锈钢支撑爪件作四点固定,在支撑爪件背后设有11mm的钢索系统纵横绷紧固定”,这种点支玻璃幕墙更强调玻璃?#32784;?#36879;性,使得建筑外立面更具特色、内部空间更显开敞。正是由于节点构造的?#27426;?#36827;步才更好地展现了不同材料的特征与性能。

4  钢结构节点的艺术性

 

节点的艺术性一方面体现在其本身所展现出的力学美上,另一方面体现在节点对建筑表?#20013;問接?#31354;间的塑造中。节点的设计可以丰富建筑的立面,构造节点在联系建筑的表皮与骨架时,会带来立面上的肌理,充分利用节点的形态,可以突出立面的表?#20013;?#24335;。如东京国际会议?#34892;?#30340;玻璃幕墙的节点设计,突出了简洁有力的立面形式。

节点的设计可以成为内部空间塑造的重要形式,节点往往设计于结构的转折处,结构的转折通常会带来空间的变化,因此节点的设计对于空间的变换与界定有着重要意义。如?#30528;抵行?#20013;廊道的设计,在圆柱形钢管上套了单独设计的构件,完成工字形和圆形截面的结合,同时钢柱与横档共同界定出廊道空间。

 

节点的连接方式同样对内部空间的塑造起着重要作用,节点的设计不只是局部设计,它对于建筑整体有着不可忽视的影响,如螺栓球节点展现出的是灵活轻盈的特性,焊接则更具力度,在汉堡航空港候机楼和日本关西国际机场的巨大钢管桁架中,采用直接连接的方式相贯焊接,没有多余的连接构件,节点体系干净利落,营造出开敞的大空间。

 

相贯焊接

节点作为结?#36141;?#26500;造上起到起承转合作用的重要部分,在设计中体现着受力特点和材料的多样性,每一个转折都体现着材质的变化、力的作用以及光影的变化。节点系统的设计在钢结构建筑中起到重要的作用,它作为局部,与建筑这?#24509;?#20307;系统融为一体,形成一个由内而外、由局部到整体的逻辑系统。正是因为节点设计的复?#26377;?#21644;多样性,在节点处才更能体现一个建筑师的设计思想,或轻快或有力,或质朴厚重,或变化多样。建筑师在细节处追求精致的构造,如结构收头的处理、材料交接的转折等,精致的节点设计可能看起来一目了然,却能精确地融合入整个建筑,与其他构件一同构建出尺?#21462;?#23618;次均丰富细腻的空间。


发?#38469;?#38388;:2019-06-10 有效截止时间:2019-10-21 浏览量:2037
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