中外古典柱式的造型与结构.
简介： 从中外古典柱式的造型与构造入手 ,系统论述了各种柱式的美学特征和形态规则,并着重就其形式与结构要求、材料性能等作对应分析。中国的古建筑一般采用木柱 ,基本造型与装饰以自然形中外古典建筑柱式的造型与结构态为主 ,并具鲜明的民族特色。西方建筑中则以石柱为主 ,古埃及石柱粗壮 ,其柱头、柱身充分体现了巨石柱子的艺术。古希腊建筑中的3种柱式(多立克式、爱奥尼式及科林斯式 )构成了希腊建筑的精髓 ,并将其造型艺术拟人化。古罗马柱则是用石头说话的世界艺术珍品 ,并将古希腊柱式发展为5种 :多立克、爱奥尼、科林斯、组合式及塔司干式。从结构上看 ,这些柱子的长细比均控制在1 0以下
,中国柱式的收分是从柱的2 / 3开始 ,而西方柱式一般是从1 / 3开始。总之 ,柱式的艺术造型与结构技术之间有着本质的联系。
现在的一些建筑设计中 ,人们常常为用何种材料作柱的饰面而绞尽脑汁 ,并搬出各种古典柱式作对比 ,却忽略了现代建筑的基本特性。几千年的建筑发展史表明 ,柱在完成其功能作用的同时 ,作为建筑艺术的基本特征形式 ,它的发展变迁在引导和伴随着整个建筑艺术的发展。
本文从中外古典柱式的造型与结构入手 ,系统论述各种柱式的美学特征和形态规则 ,并着重就其形式与结构要求、材料性能等作对应分析。
1．柱式造型
1.1 中国柱式
中国古典建筑一直以宋式为依据，明清虽有发展 ,但未逾越宋式的轨范。在宋式建筑的结构、力学中 ,柱子担负着最重要的“角色”。室外的柱子 ,它总是立于正门前列最重要的部分 ,在室内也是空间最突出的部分 ,因而古代建筑工匠集中智慧精心设计——造型 ,装饰这个顶天立地的柱式。把整个建筑中最美的形式全部集中到柱式上 ,使它成为建筑中最典型、最美的 ,甚至是“不可超越”的规范。
中国古典柱式结构见表1 ,它是从自然形态发展起来的 ,柱身像树干 ,斗拱像树枝 ,因之中国自然形态的装饰风格最为突出 ,如菊花头、麻叶头、三伏云、蚂蚱头 ,柱础也同样以自然形象命名 ,但它的形象已高度地概括为几何形态 ,具有鲜明的民族特色。柱式的比例 :以斗口为基数 ,如斗口为3寸 ,则六份18寸为柱圆。
表1 中国古典柱式的造型结构
直径 ,柱高则为六十份 (柱圆直径 1 0倍 ),即 1 .80寸为柱高。卷杀从 2 / 3柱高(1 .2 0寸 )开始向上收分 ,柱子形成下大上小 ,其上的大斗底四周出四分紧杀 ,使柱斗与大斗相合 ,柱下加柱础的盘托显得安定有力。从中国柱式的线脚形态看:“斗”看是以直线为主,“拱”是由直线转到曲线,“昂”是斜线与弧线的组合,“菊花头”是圆线与Ｓ线相结合,“麻顺头”旋卷涡状的规律类似贝螺形。木与覆盆是由直线、弧线、Ｓ线构成。
中国的古建筑中一般采用木柱 ,为了预防柱脚潮腐 ,要修筑台基 ,多用石或砖制。宽大的台子的边缘称台明 ,每根柱下铺放石柱础 ,用以立柱。柱子的顶端由枋子来相串联 ,纵横两个方向都有拉接、联系作用。再向上则是斗拱 ,斗拱这种特殊构件起到支撑、悬挑平衡屋檐及屋面部分构件重量的作用。在中国的木构架体系中 ,柱的底部柱础和顶部斗拱是赋予其民族文化特色的两大重点。到了明清时代 ,斗拱的截面尺寸相对减少 ,数量增多 ,使装饰的作用多于结构的作用 ,成为一种权势、等级、财富的象征。失去结构的美 ,也就走到了建筑体系发展的尽头。
对于木构架结构的中国古建筑 ,柱础的作用除了一般柱式中的稳定结构等外 ,防潮功能更为突出 ,同时 ,它也是柱式艺术中的重点部位。中国的柱础艺术与技术在与西方古建筑的柱式相比毫不逊色。在结构设计上 ,为了使柱础与台基面有一个合口平面 ,柱础多采用八角形式。柱础一般划分为两段或三段处理 ,上段多作石鼓形 ,下段为抹角方基。一般柱础高度都在 30～ 40ｃｍ之间 ,但也有为更有效地提高防潮面而加高基尺度 ,使柱础增至 80～ 1 2 0ｃｍ ,变成了短石柱。在解决隔潮措施方面 ,也有在柱子底面 ,即与柱础接触处开出十字交叉的通风槽线 ,外面刻一如意纹的小缺口作柱内散潮的通道。
另外在中国柱式中还强调柱础的“侧脚” ,它的作用在于使柱头微向建筑内侧倾斜。从整个建筑物的几何稳定性分析 ,如果垂直于地面的柱是相互平行关系 ,则柱与水平梁联接后组成的结构体系 ,在发生微小移动时 ,这种运动可以一直继续下去 ,是几何可变体系。柱的侧脚使得各柱之间不再相互平行而形成虚铰 ,使整个建筑物达到几何稳定 ,产生沉稳的美感。
1 .
2 古埃及石柱
大约在公元前 2 650年的古王国时期 ,建筑师伊姆霍太普在孟菲斯河对岸开始为第三王朝国王昭赛尔修造玛斯塔巴式陵墓 ,由于埃及人信奉个人崇拜 ,所以伊姆霍太普的名字得以流传下来。这是一个颇富创造力和发明才能的“综合性人才” ,伊姆霍太普的最大贡献是将当地建筑物中支撑泥墙的芦苇束转化为石头建筑中的基本要素——圆柱。撒卡拉陵墓建筑群中有一座行政建筑物叫“北房” ,在其残留的一处遗址上有 3根秀丽挺拔半附墙壁的圆柱 ,它们形状酷似埃及低洼沼泽地中的纸莎草和芦苇 ,柱子顶端用来摆放支撑横梁的柱头则像伞状的纸莎草蓬头。埃及建筑师在卢克索的阿蒙神庙的柱子上反复使用了这种伞状纸莎草蓓蕾式风格。在古埃及柱头艺术中另两种形式为兽头式、人头像式。当然也有混合式柱头。古埃及石柱很粗 ,这可能与它由芦苇束转化而来有关 ,然而正因为粗壮 ,更恰当地表现了神庙森严、威武 ,阿蒙神庙柱厅巨大空间由许多石头过梁来覆盖 ,故厅内巨石如林 ,排列密集 ,野性粗犷 ,光线透过主侧窗射向柱子 ,光影斑驳 ,给人神秘、压抑感。因此文人们感叹 :中国人用柱子说话的能力不如古埃及人。但是古埃及石柱的价值决不在于此 ,而是在于强调了石头建筑的要害是关于巨石柱子的艺术。它对建筑柱式的发展提供了极为重要的启迪 ,开创了以石料作为建筑梁柱等基本构件的建筑形式。
1 .3 古希腊柱式
在古埃及 ,柱式已达到相当高的艺术成就。在某种意义上 ,古埃及柱式是古希腊柱式的前奏曲 ,古希腊则使柱式这种技术与艺术的统一之作达到了最高峰。古希腊建筑的 3种柱式 (多立克式、爱奥尼式、科林斯式 ),构成了希腊建筑的精髓。多立克式形成于公元前 5世纪上半叶 ,这种柱式无柱础 ,柱头平直 ,柱身除通长的凹槽外 ,无其它任何装饰 ,整根柱石粗壮有力 ,富于男子体型和性格的刚劲 ,其柱身比例一般为 1∶5.5～ 1∶5.75,并随建造年份的推迟柱身越长 ;爱奥尼式比陶立克稍晚 ,柱头的装饰比多立克丰富得多 ,两端有一个号角形的涡卷式旋涡 ,柱子比例修长 ,一般为 1∶9～ 1∶1 0 ;科林斯式出现的年代较晚 ,它的柱头不再采用涡卷状曲线 ,而是四周饰以锯齿状叶片 ,它可以被认为是爱奥尼的主题变奏。雅典宙斯神庙中央大厅外围就被科林斯列柱所包围 ,柱高 16.89ｍ ,共 10 4根 ,这些柱子与多立克式相比 ,更多地表现为秀丽、柔美 ,柱式的长细比 ,模仿了真人的身体比例。与象征女性柔美的爱奥尼式和科林斯式柱的细长比非常接近。而且柱身上的直线装饰也似衣裙褶纹的遗痕 ,而且柱身的收分是从下 1 / 3向上开始的 (中国是 2 / 3开始“卷杀”),这就更像人的身材 ,加上柱头和檐部 ,很像一个戴着帽子的人亭亭玉立站在台阶 (基座 )上 ,形象优美。这样一来 ,不但用女性形象作柱可以使人从美学上有更高的享受 ,而且通过力学角度的分析可以得出其受力的合理性。由此推知 ,古希腊人对于石材柱的塑造艺术与力学性能已有了相当深入的认识 ,正是这种结合 ,才创造了不朽的艺术柱式成就。
1.4 古罗马柱式
罗马人与希腊人有所不同 ,希腊人以抽象的思维寻求人与宇宙的和谐 ,并在最能体现意念的艺术中来表现他们的宇宙观念 ;而罗马人似乎没有时间来抒发这种理想主义 ,他们是意志坚强而实际的人 ,且有敏捷的逻辑头脑 ,擅长制定法律 ,精于工程技术和管理 ,他们所寻求的不是精神上和天国中的理想 ,而是存在于居民环境中活生生的现实。罗马人祭祖胜于祭神 ,他们所赞美的高美德是对双亲和祖先的忠诚和义务。因此 ,古罗马展示的完全是一幅世俗化 ,权力化的城市文明画面。罗马人把古希腊柱式发展为 5种古典柱式 :多立克、爱奥尼、科林斯、组合柱式和塔司干柱式。
罗马人最偏爱科林斯柱式 ,取自这种柱式的华丽丰富 ,并在之基础上与爱奥尼式结合增加为一种组合柱式 ,这种混合柱式直接影响了后来的欧洲建筑 ,教堂、宫殿、官邸和一些公共建筑的柱式常常是这种古罗马人的语言。塔司干柱式是罗马最早的建筑形式 ,它是陶立克式的一种更粗短的变体 ,也有人认为 ,它是希腊柱式基础。但是 ,罗马建筑最典型的特征是使用非结构柱式 ,经常是将柱子全部或部分埋入墙中 ,称为附墙柱或半身柱 ,有的柱子被做成扁平状 ,这时人们就称其为壁柱。这种手法清楚地体现在了塞弗拉斯凯旋门和梯度凯旋门上。四层高的罗马大斗兽场中 ,底层为多立克式、二层为爱奥尼式、三层为科林斯式 ,环绕在顶层的则是壁柱式。这些柱式在这里已不起结构作用 ,建筑物的主体另外设计有独立的结构支撑体系 ,柱子不过是立面的装饰构件而已。
2 柱式的结构
2. 1 长细比
柱是一种压杆 ,主要承受沿柱长度方向的轴向力。西方古典柱式均为石材 ,对于岩石强度 ,其抗压强度值达到要求。因此 ,石柱压杆设计 ,主要考虑稳定问题。从西方古典柱式的
柱身长细比观察,塔司干柱式为 6,多立克为 7,爱奥尼为 8,科林斯和组合柱式均为 8.3,由材料力学可知 ,当石材的长细比λ≤ 8时 ,φ值接近于 1。这说明当时的希腊和罗马人已经认识到了正确使用石材做柱的力学道理。而且 ,在力求使整个柱型纤巧秀美中 ,有意识加高了柱头的比例 ,确保了柱身长度在合乎力学规律的限度之内。
相比之下 ,中国古代柱式为木质材料 ,其长细比在唐宋时期一般在 9∶1或 8∶1 ,明清时期为1 0∶1。这种长细比对于木柱来说 ,几乎可以不考虑“失稳”因素 ,从而达到较合理地利用材料特性的目的。显然对中国古代来说 ,并无事先根据稳定理论来校核木柱 ,人们完全是根据材料的实际状态和审美需求来建造房屋 ,达到了力学与美学的统一
那么 ,几乎从同样力学的限制使长细比控制在λ≤ 1 0 ,何以使西方柱式比中国古代柱式显得粗壮呢 ?一方面是材质的选用 ,石材的风格本身就赋予了柱式以刚劲 ;另一方面在于柱身表面的处理 ,西方古石柱均在柱身表面刻有 2 0多道尖齿或平齿凹圆槽 ,不同的槽形使柱式刚柔有别 ,但在力度上都有充分的表现。
2 .2 柱身的收分
柱子的收分是视觉的需要 ,它可以使柱子更显挺拔稳健 ,加上柱础的盘托显得安定有力。中国柱式的收分 (卷杀 )从柱子的 2 / 3开始 ,而西方柱式一般从 1 / 3开始 ,其中的力学依据就在于石柱的容重远远大于木柱 ,而收分由下往上 ,对于柱身的压应力而言是一致的 ,从而使应力分布与柱形达到协同。帕提农神庙共有 50根陶立克式柱 ,高约 1 04ｍ ,底径 19ｍ ,柱顶直径 14ｍ ,柱身分五段 ,石料加工成 5个圆鼓型 ,每个圆鼓的底平面中央凿一个凸 ,顶平面中央凿一个凹 ,即由 5个圆柱体叠成柱身。这种处理方法一方面有利于安装 ,另一方面可以使柱身在石鼓的结合平面内增加抵抗一定的水平剪力 ,比如地震力。从收分的功能看 ,它有效地降低了每段石鼓的压应力。
2 .
3 柱础
柱础的作用决不仅仅是使视觉安定。在现代钢筋混凝土时代 ,各式高大建筑的柱子均没有考虑这种视觉效果上的柱础 ,人们仍不怀疑这建筑的安定性 ,但取而代之的是要求更为严格的基础 ,并要求基础底面积满足要求。无论中西方 ,古代人们对底面积的大小都是不断总结积累的。最早式的陶立克没有柱础 ,柱根直接坐入地面。木柱结构显然不能这样 ,必须使用柱础承担隔潮的功能。
中国柱式则对柱础的尺寸作了精确规定:“其方倍柱之径 ,方一尺四寸以下者 ,每方一尺 ,厚八寸 ;方三尺以上者 ,厚减方之半 ;方四尺以上者 ,以厚三尺为率。若造覆盆 ,每方一尺 ,覆盆高一寸 ;每覆盆高一寸 ,盆唇厚一分 ,如仰覆莲花 ,高加覆盆一倍”。此外 ,对柱础下的台基也作了具体的要求。在古代穿斗式列柱作法中 ,柱脚下用连续的长石条承托叫做连磉 ,连磉高约一尺宽或六七寸不等 ,它是这种穿斗式列柱所特有的东西。在连磉的上面柱脚下 ,贯穿枋一条称地脚枋 ,地脚枋高约四五寸 ,厚可三寸。这些规定 ,都反映了人们对基础面积Ａ的领悟和体验 ,尽管他们并没有清晰地把它表达出来。古代在对柱础的处理上一方面为严格、慎重 ,另一方面又将人们的审美要求融入制作工艺 ,有效地提高了结构的稳定性。为此 ,即使木构架建筑的经历年限远不及砖石结构的长 ,但制作精良 ,用料考究的房子仍可保持二三百年。
2.4 柱头
在中国的传统的木结构建筑中 ,柱子的顶部是由枋檩联系 ,其力学性能相当于梁 ,檩直接承受屋面传来的垂直荷载 ,枋使柱之间纵横向连接形成稳定的结构体。这种结构的基本出发点是满足受力的要求 ,同时精密的造型又起着装饰效果。对于石柱结构 ,柱头的处理有更多的讲究 ,它是区别不同风格柱式的主要标志。柱头直接与梁相接 ,其功能要求在于有效传递梁端荷载。柱头的形状 ,从古埃及早期的石柱可知 ,以正梯形到伞状的纸莎草蓬头的倒梯形有一个过程 ,最后形成古希腊、古罗马的通行柱式。这种演变实际上也伴随着屋架由木向石构的变化 ,至科林斯柱式 ,其柱头像覆钟。就梁柱的受力关系分析 ,简支结构的梁柱 ,适当增大支撑截面 ,对于均匀地将梁部荷载传递到柱子 ,提高柱身的稳定性更为有利 ,同时符合柱对梁体的支撑力的扩散作用力场的分布 ,并有利于减缓梁底面的拉应力分布。但是受石材性能的影响 ,石柱子的扩张尺寸不宜过大 ,否则自身平衡会受影响 ,且对支撑作用改善不大。
2 .5 侧脚与生起
1 9世纪 ,人们对帕提农神庙进行详细测绘时发现 ,整个结构几乎没有一根直线 ,每
个局部都是凸曲的 ,这使人们在观察它的外形时 ,不会因直线产生错觉而影响对它和谐与完善的感受。角柱的柱头均稍稍内倾 ,并非笔直状态。而这种立柱方法在中国古典柱式中同样有明确要求。它们所要起的作用在于使各柱之间达到几何不变体系的稳定关系。此外,按李诫的《营造法式》规定 ,有“角柱生起之制 ,十一间生高一尺 ,九间生高八寸 ,七间生高六寸 ,五间生高四寸 ,三间生高二寸。”[2 ]中间为平柱 ,角柱比平柱高 ,为生起角柱。生起的作用 ,一方面从外观上看使梁呈凹曲形 ,两端翅起向外沿伸 ,扩大了空间感 ;而另一方面就结构而言 ,增强了整体的结构稳定性 ,与侧脚相配合 ,使梁柱体系更稳固。
2 .6 材料选择
中国古建筑中一般为木构架 ,发挥木料轻质、高强多功能的优良特性 ,而西方古典建筑则以石制梁结构为基本构件 ,或者说古希腊建筑就已完成了木构体系向石构体系的过渡 ,这其中包括了自然资源因素及人文社会因素的影响。石材抗压强度较好 ,但抗拉强度较差 ,而木材正好与之相反。作为房屋的构件 ,柱是一种受压为主的构件 ,所以用花岗石作柱是非常合理的选择 ,相比之下 ,木材作为立柱其受压性能就要差很多。正因为此 ,才有人称“巨石柱子是世界各民族共同使用的建筑语言”。
3 结束语
纵观中西方古典建筑中柱式的形成和发展 ,可以强烈地感受到技术与艺术的完美结合。建筑是一种艺术 ,古典柱式创造的美是结构美、技术美与雕塑美的共同体现 ,失去结构意义的形式美对于建筑来说是没有生命力的。充分展现建筑材料的特性 ,探索现代建筑材料的艺术表现力与结构逻辑 ,这应该是人们从古典柱式研究中得到的基本启示。
参考文献 :
[1 ]刘亦天 .建筑艺术世界.北京.科技出版社 ,1995.16~18.
[2 ] 梁思成 .营造法式注释 (卷上 ) .北京 :中国建筑工业出版社 , 1 983 . 89～ 90 .
[3 ]梁思成 .中国建筑艺术图集（下卷）.百花文艺出版社，1998. 317~325.
[4 ] 赵鑫珊 .建筑是首哲理诗 [Ｍ ].天津 :百花文艺出版社 , 1998. 2 46～ 2 68.
[5 ] 吴庆洲 .世界建筑史图籍江西科技出版社,1994.
[6 ]黄金绮 .风景建筑结构与构造中国林业出版社, 1995. 95~105.
纸桥的结构与受力分析
纸桥的结构与受力分析 摘要：我国古代的桥，形式种类繁多发展演变过程漫长，近代以来由于高科技的勃然兴起，桥梁逐 渐成为一门专业学科，其技术进步更是突飞猛进，形式更为复杂多样。桥梁作为结构的一大主要应用，简洁地展现了力学之美。制作纸桥可以为今后桥梁施工技术提供思路。所以纸桥的制作、研究意义重大。本文对纸桥桥梁结构的特点以及影响桥梁的简单因素进行初步分析。 关键字：纸桥、桥梁结构、受力分析。 引言： 桥梁是架设在江河湖海上，使车辆，行人等能顺利通过的建筑物。桥梁一般由上部结构、下部结构和附属建筑物组成，上部结构主要指桥跨结构和支座系统；下部结构包括桥台、桥墩和基础；附属建筑物则指桥头搭板、锥形护坡、护岸、导流工程等。现在国内外的桥梁建设都处于快速发展阶段，像我国的武汉长江大桥，黄埔的跨海大桥等等都取得了非凡的成就，但桥梁的建设问题依然普遍存在，为此，我们要着重设计桥梁的结构，要设计出更加稳定的构造，解决桥梁中间垮塌和部分桥面出现断裂的问题。通过设计不同结构的纸桥，参考着经典大桥桥的优秀设计，并结合自己的思考和现代生活的特点，设计出简约、稳固、更加符合实际需求的大桥。
试验方法： 一、桥的整体结构设计：我们小组一共想出了三种桥梁的结构。一是三层的向两边分担压力的构型；二是拱形结构；三是中间穿插着连接起来的平桥。经过权衡利弊，我们小组决定选用第三种方案。该方案是在地面两侧建两个大型桥墩，在中间也同样建一个大型桥墩。然后通行部分是由长细纸筒做成。 二、前期实验：分别用一张打印纸从不同形式折成不同形状的单个桥体结构部分，然后在桥面上放砝码，记录数据。一次用不同形状折的单体进行实验，做成表格，比较各个的承重数据。最后得出最好的承重结构为由纸的对角叠成的圆柱套着三棱柱的单体，此单体结构承重效果在同等条件下经测试最好，并由此开始制作桥体。 三、制作步骤：首先制作长细纸筒：先把纸卷成细的卷，要卷紧。这个卷能承受的压力不会很大，而且越长承受的压力就越小，越易被压坏。但是卷能承受的拉力是很大的，调整结构把这些卷全变成受拉构件。在非要受压不可时，把纸卷截的短些，用很多细的纸卷在这个受压的地方共同承受压力。接着做短圆纸筒：以A4 纸的窄边为“母线”卷成。最后做底面：每张纸先用胶水加固（全部涂过后风干），再涂一次卷成纸卷再相互错开用胶水黏结。最后将底面与纸筒固定好，再将底面与桥面固定，分别固定在桥俩端及中间部分。大概步骤即是这样：先固定主要框架，然后是支架，其次是桥身上的各处桥梁，最后铺好桥面。
古希腊建筑经典柱式
古希腊人建筑神庙的灵感来源于古埃及人，他们将埃及神庙的内部翻转为外，用大量的柱子作为建筑物的支撑。由于柱子外显于建筑外面，爱美的希腊人便发展出了体系完备的柱式结构，并且形成了多样的风格。 1.多立克柱式（Doric Order） 是希腊古典建筑的三种柱式中出现最早的一种（公元前7世纪）。多利克柱式一般都建在阶座之上，特点是柱头是个倒圆锥台，装饰简洁，没有柱础，柱身有20条凹槽。建造比例通常是：柱高与柱直径的比例是6：1，雄健有力，象征男性美；所以多立克柱又被称为男人柱。著名的雅典卫城（Athen Acropolis）的帕提农神庙（Parthenon）即采用的是多立克柱式。 2.爱奥尼克柱式（Ionic Order） 爱奥尼克柱式起源于公元前6世纪中叶的爱奥尼亚，小亚细亚西南海岸和岛屿，上面住着操爱奥尼亚方言的希腊人，是希腊古典建筑的三种柱式之一。爱奥尼克柱通常竖在一个基座上，柱高是其直径的8－9倍，柱身有24条凹槽，柱头有一对向下的涡卷装饰，富有曲线美。外形比较纤细秀美，又被称为女人柱；爱奥尼克柱由于其优雅高贵的气质，广泛出现在古希腊的大量建筑中，如雅典卫城的胜利女神神庙（Temple of Athena Nike）和伊瑞克提翁神庙（Erechtheum）。 3.科林斯柱式（Corinthian Order） 科林斯柱式是公元前五世纪由建筑师卡利漫裘斯［Callimachus］发明于科林斯［Corinth］，此亦为其名称之由来。它实际上是爱奥尼克柱式的一个变体，两者各个部位都很相似，比例比爱奥尼克柱更为纤细，只是柱头以毛茛叶纹装饰，而不用爱奥尼亚式的涡卷纹。毛茛叶层叠交错环绕，并以卷须花蕾夹杂其间，看起来像是一个花枝招展的花篮被置于圆柱顶端，其风格也由爱奥尼亚式的秀美转为豪华富丽，装饰性很强，但是在古希腊的应用并不广泛，雅典的宙斯神庙（Temple of Zeus）采用的就是科林斯柱式。 相传古时候在科林斯这个地方有个美丽的少女，正当她快要出嫁时，突然生急病去世了。家里人都很悲伤，与她日夜相处的一个保姆更为伤心，于是把少女小时候玩过的玩具和其它心爱之物搜集起来，装在一个花篮里，放在那少女的坟墓上。第二年春天，坟上长出了一棵毛茛花，茎叶越长越多，竟把这只小花篮环绕起来，形成一个十分美丽的形态。后来，人们就根据这个奇妙的故事设计了一种柱式，上部是藤蔓似的涡卷，下面便是毛茛花的茎叶图案。 4.人像柱 希腊雅典的伊瑞克提翁神庙（Erechtheum）南立面的西端有个著名的少女门廊，建筑师别出心裁地用6尊2.1米高的少女雕像作为承重柱，她们长裙束胸，亭亭玉立，乃是全庙最引人注目的所在。这种柱子并不是古希腊的一种主要柱式，它只出现在个别建筑的局部。 据古罗马建筑家维特鲁威所著的《建筑十书》中记载，古希腊在与波斯的战争中，伯罗奔撒半岛上的一个城邦――卡利亚邦曾帮助过波斯。战争以希腊的胜利告终，为报复卡利亚邦，就对其宣战，希腊人大肆杀戮卡利亚邦的男子，焚毁城堡，并把妇女都押解到凯旋庆典的行列中，还将她们用永受凌辱的奴隶形象雕刻成柱子，象征着让她们顶着屋檐，承受负重之苦。作为建筑艺术来表达这个故事时还颇用一番心机：柱子应当是垂直的，但女性形象应当是曲线的。古希腊艺术家将这六根女像柱以一腿直立，另一腿微曲的姿态来表现，结果两全其美，可见古希腊艺术之高超。
结构力学 桥梁结构分析
桥梁结构分析 桥梁结构分析 摘要：设计桥梁可有多种结构形式选择：石料和混凝土梁式桥只能跨越小河；若以受压的拱圈代替受弯的梁，拱桥就能跨越大河和峡谷；若采用钢桁架可建造重载铁路大桥；若采用主承载结构受拉的斜拉桥和悬索桥，不仅轻巧美观，而且是飞越大江和海峡特大跨度桥梁的优选形式。 关键词：梁式桥，拱式桥，悬索桥，桁架桥，斜拉桥 著名桥梁专家潘际炎说：“海洋，是孕育地球生命的产床；河流，是孕育人类文明的摇篮；而桥，则是联系人类文明的纽带。”这纽带越来越宏伟，越来越精致，越来越艺术！建国以
来中国的桥梁工程事业飞速发展。随着时代前进的步伐,人们对桥梁工程提出了更高的要求，对“适用、安全、经济、美观”的桥梁设计原则赋以更新的内容。桥梁工程无论是现在还是以后都不会停步的，它的发展前景会更广阔。通过半个学期的结构力学的学习，我对桥梁结构及他们的受力特点有了一定的认识。理论联系实际，我通过对各种结构的对比分析，进一步加深了印象，对以后的学习奠定了基础。 1.梁式桥 工程实例——洛阳桥，又称万安桥，在福建泉州市区东北郊洛阳江入海处，该桥是举世闻名的梁式海港巨型石桥,为国家重点文物保护单位，为国家重点文物保护单位。 梁式桥的主梁为主要承重构件，受力特点为主梁受弯。梁式桥的上部结构在铅垂荷载作用下，支点只产生竖向反力，支座反力较大，桥的跨中处截面弯矩很大。所以由于这种特性，梁式桥的跨度有限。简支梁桥合理最大跨径约20 米，悬臂梁桥与连续梁桥合宜的最大跨径约60-70 米。采用钢筋砼建造的梁桥能就地取材、工业化施工、耐久性好、适应性强、整体性好且美观；这种桥型在设计理论及施工技术上都发展得比较成熟。但是由于制造梁式桥的材料多为石料与混凝土，随跨度的增加其自重的增加也比较显著。因此梁式桥广泛用于中、小跨径桥梁中。 结构本身的自重大，约占全部设计荷载的30%至60%，且跨度越大其自重所占的比值更显著增大，大大限制了其跨越能力。随着跨度的增大，桥的内力也会急剧增大，混凝土的抗弯能力很低，较难满足强度要求。弯矩产生的正应力沿横截面高度呈三角分布，中性轴附近应力很小，没有充分利用材料的强度。 2.拱式桥 工程实例——赵州桥，坐落在河北省赵县洨河上。建于隋代，由著名匠师李春设计和建造，距今已有约1400年的历史，是当今世界上现存最早、保存最完善的古代敞肩石拱桥。1961年被国务院列为第一批全国重点文物保护单位。因赵州桥是重点文物，通车易造成损坏，所以不允许车辆通行。 拱式桥拱肋为主要承重构件，受力特点为拱肋承压、支承处有水平推力。从几何构造上讲，拱式结构可以分为三铰拱、两铰拱和无铰拱。分析三角拱的受力特点，在竖向荷载下，三角拱存在水平推力，因此，三角拱横截面的弯矩小于简支梁的弯矩。弯矩的降低，拱能更充分的发挥材料的作用，当跨度较大、荷载较重时，采用拱比采用梁更为经济合理。
欧洲古代各时期建筑特点范文
欧洲古代各时期建筑特点 城规122 洪强 一、古希腊建筑 古希腊建筑风格的特点主要是和谐、完美、崇高。而古希腊的神庙建筑则是这些风格特点的集中体现者，古希腊的“柱式”，这种规范和风格的特点是，追求建筑的檐部（包括额枋、檐壁、檐口）及柱子（柱础、柱身、柱头）的严格和谐的比例和以人为尺度的造型格式。古希腊建筑风格，约公元前800年至公元300年，是欧洲建筑艺术的源泉与宝库。古希腊讲究精致，爱奥尼，多利克等，古罗马由于帝国强盛，大规模的建造，以规模、气势、数量取胜。 第一特点是平面构 成为1：1.618或1： 2的矩形，中央是厅 堂，大殿，周围是柱 子，可统称为环柱式 建筑。这样的造型结 构，使得古希腊建筑 更具艺术感。因为在阳光的照耀下，各建筑产生出丰富的光影效果和虚实变化，与其它封闭的建筑相比，阳光的照耀消除了封闭墙面的沉闷之感，加强了希腊建筑的雕刻艺术的特色。 第二特点是：柱式的定型。共有四种柱式：1. 陶立克柱式，2. 爱奥尼克柱式，3. 科林斯式柱式，4. 女郎雕像柱式。
这四种柱式是在人们的摸索中慢慢形成的，后面的柱式总与前面柱式之间有一定的联系，有一定的进步意义。而贯穿四种柱式的则是永远不变的人体美与数的和谐。柱式的发展对古希腊建筑的结构起了决定性的作用。并且对后来的古罗马，欧洲的建筑风格产生了重大影响。第三特点是：建筑的双面披坡屋顶形成了建筑前后的山花墙装饰的特定的手法。古希腊建筑中有圆雕，高浮雕，浅浮雕等装饰手法，创造了独特的装饰艺术。 第四特点是：由平民进步的艺术趣味而产生的崇尚人体美与数的和谐。古希腊人崇尚人体美，无论是雕刻作品还是建筑，他们都认为人体的比例是最完美的。大建筑师维特鲁威转述古希腊人的理论：“建筑物……必须按照人体各部分的式样制定严格比例。”所以，古希腊建筑的比例与规范，其柱式的外在形体的风格完全一致，都以人为尺度，以人体美为其风格的根本依据，它们的造型可以说是人的风度、形态、容颜、举止美的艺术显现，而它们的比例与规范，则可以说是人体比例、结构规律的形象体现。所以，这些柱式都具有一种生气盎然的崇高美，因为它们表现了人作为万物之灵的自豪与高贵。 第五特点是：建筑与装饰均雕刻化。希腊的建筑与希腊雕刻是紧紧结合在一起的。可以说，希腊建筑就是用石材雕刻出来的艺术品。从爱奥尼克柱式柱头上的旋涡，科林斯式柱式柱头上的由忍冬草叶片组成的花篮，到女郎雕像柱式上神态自如的少女，各神庙山墙檐口上的浮雕，都是精美的雕刻艺术。由此可见，雕刻是古希腊建筑的一个重要
桥梁工程中的力学问题分析及应用
桥梁工程中的力学问题分析及应用 发表时间：2018-10-08T15:34:16.953Z 来源：《新材料.新装饰》2018年5月下作者：李江平 [导读] 桥梁工程中,用到的力学知识十分广泛,为有效提高桥梁工程施工质量,应强化桥梁工程施工中对力学知识的应用技能,灵活运用力学知识解决工程施工中遇到的问题。本文阐述了桥梁工程中的力学问题及应用。 （新疆交通职业技术学院，新疆乌鲁木齐 831401） 摘要：桥梁工程中,用到的力学知识十分广泛,为有效提高桥梁工程施工质量,应强化桥梁工程施工中对力学知识的应用技能,灵活运用力学知识解决工程施工中遇到的问题。本文阐述了桥梁工程中的力学问题及应用。 关键词：桥梁工程；力学问题；应用 桥梁在人类发展的历史过程中，可以说一直是一种社会文明的代表，纵观世界桥梁建设发展的历史，可发现桥梁的发展与当下的社会生产力的发展，工业水平的提高，施工技术的改进，数学、力学理论的发展，计算技术的改革都有密切的关系，其中力学理论的应用在桥梁建设中起着举足轻重的作用。 一、桥梁结构中的力学概念及力学问题 1、机构与结构。机构是指能产生运动的构架或体系，它属于几何可变体系，不具有承担设计荷载的能力。能承受和传递荷载作用的体系称为结构，结构是由不同的构件组成的几何不变体系，具有承担设计荷载的能力。 2、静定结构与超静定结构。静定结构是指在几何组成方面，它是无多余约束的几何不变体系；在受力状态方面，它的全部反力和内力均可由静力平衡方程所求得，且其解具唯一性。超静定结构的支座反力和各截面的内力不能完全由静力平衡条件唯一地确定，必须加入结构的弹性变形协调条件来确定，这类结构也称静不定结构。 3、轴心受压构件与偏心受压构件。纵向压力通过构件截面重心的构件称为轴心受压构件，轴心受压构件可分为短柱和长柱两大类。柱的极限承载能力仅取决于横载面尺寸和材料强度的称为短柱；长柱在轴力和附加弯矩的作用下，最终失去平衡状态而失稳破坏。同时，承受轴向压力和弯矩的构件称为偏心受压构件；偏心受压构件的失效形式一般可分为受拉破坏和受压破坏两类。 4、受弯构件的正弯矩截面与负弯距截面。梁构件在外力作用下，弯矩是横截面承受的主要内力之一。当梁段的弯曲向下凸时，横截面上的弯矩称为正弯矩，反之称为负弯矩。当为正弯矩时，受拉钢筋以布置在梁截面的底部为主；反之，受拉钢筋以布置在梁截面的顶部为主。 5、普通混凝土结构与预应力混凝土结构。钢筋混凝土由钢筋和混凝土两种物理力学性能不同的材料所组成。通常，在钢筋混凝土结构中，混凝土主要承担压力，钢筋以承担拉力为主，必要时也可承担压力。预应力混凝土是用人工的方法，在构件受荷前预先对混凝土结构施加一定的压应力。通常是通过张拉钢筋，利用钢筋被拉伸后产生的回弹力挤压混凝土来实现的。根据张拉钢筋与浇筑混凝土的先后关系，预加压力的方法可分为先张法与后张法两大类。 6、箱形梁中的温度应力。箱形截面是连续体系梁中最常用的截面形式。日照会引起桥梁向阳与背阳部位的温度差异，昼夜温差还会引起箱梁内箱与外壁的温差。研究表明，对大跨度预应力混凝土箱形梁桥，温度应力可达到甚至超过活载的应力。 桥梁建设中所用到的力学基础知识十分广泛，一般可分为四大部分，即桥梁结构静力学、桥梁结构动力学、桥梁土力学和桥梁水力学。桥梁结构静力学主要包括结构静力力系平衡分析，静定、静不定结构分析，结构强度、刚度验算，结构稳定性分析等。桥梁结构动力学主要包括桥梁固有振动特性分析，车辆荷载作用下的桥梁强迫振动分析，风或地震力作用下桥梁振动分析等。桥梁土力学主要包括土对桥梁结构的压力作用计算，土与结构相互作用分析，地基沉降计算等。桥梁水力学主要包括常态下桥涵的水力计算，陡坡上桥涵的水力计算等。 总的来说，桥梁建设中的力学基础知识涉及力学中的理论力学、结构力学、材料力学、弹性力学、结构动力学、土力学和水力学等诸多分支中的基础知识，只有准确、熟练地掌握这些知识，才能更灵活、无误地解决桥梁建设中遇到的力学问题。 二、桥梁技术规范中施工力学原理的应用 《公路桥涵施工技术规范》是在总结了旧有规范和实际经验教训的基础上编写而成,作为桥梁建设的指导性文件。《公路桥涵施工技术规范》中许多条文的制定,都从不同方面体现了施工过程中力学原理的应用。 1、《公路桥涵施工技术规范》9.5.2模板、支架拆除时的技术要求规定 1)模板拆除时应按设计的顺序进行,设计无规定时,应遵循先支后拆,后支先拆的顺序。 2)卸落支架应按拟定的卸落程序进行,分几个循环卸完,卸落量宜小,以后逐渐增大,在纵向应对称均衡卸落,在横向应同时一起卸落。 3)简支梁、连续梁宜从跨中向支座依次循环卸落；悬臂梁应先卸挂梁及悬臂的支架,再卸无铰跨内的支架。模板的拆除不仅要掌握好拆除的时间,而且要掌握拆除的顺序,如果处理不当,要么造成结构未达到设计要求提前受力而破坏,要么由于受力不均,由局部破坏引起整个结构的损毁。简支梁、连续梁支架卸落时，从跨中向支座依次循环卸落,可使跨中截面受力均匀且对称均衡增加,且每次增大量较小,结构有自适应过程。而从支座向跨中依次循环卸落,跨中截面在其支架最后拆除后,内力由O猛增至Max值,就像突然受到冲击荷载一样,结构瞬间会发生破坏，这样的工程事故在实际中已发生很多。 2、《公路桥涵施工技术规范》12.10.3后张法张拉第2条规定:预应力筋的张拉顺序应符合设计要求,当设计未规定时,可采取分批、分阶段对称张拉。这就从受力角度要求后张法多根(束)预应力筋张拉时,应使张拉的合力作用线处在构件核心截面以内,防止构件截面产生过大的偏心受压和边缘拉力。对称张拉可避免或减小偏心力矩。因此,张拉宜分批、分阶段、对称进行。另外,按控制应力先张拉的预应力筋会因后批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩而引起应力损失。分批、分阶段对称张拉,综合考虑张拉力的影响,可减小预应力损失。 3、钢筋混凝土和预应力混凝土梁式桥 《公路桥涵施工技术规范》在支架上浇筑梁式桥第3条规定，浇筑分段工作缝，必须设在弯矩零点附近。梁式桥在浇筑时，跨中截面一般为正弯矩截面，支座截面一般为负弯矩截面，从跨中到支座也就是从正弯矩截面到负弯矩截面，弯矩是连续变化的，那么必然存在一个零弯矩截面，一般将其称为反弯点。在实际工程施工时，需分段浇筑时必须把工作缝设置在反弯点处。 《公路桥涵施工技术规范》混凝土悬臂浇筑第4条规定，桥墩两侧梁段悬臂施工进度应对称和平衡，实际不平衡偏差不得超过设计要求
论力学原理在桥梁施工规范中的应用(1)
吴汉杰 （广西罗城公路管理局，广西罗城５４６４００） 一、灌注桩基础 《规范》６．３．２钻孔灌柱桩钻进的注意事项第４条规定：在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘度。《规范》６．５．４灌柱水下混凝土的技术要求第４条规定：在灌注过程中，特别是潮汐地压和有承压力地下水地区，应注意保持孔内水头。这两条规定的最终目的是防止孔壁坍塌。从力学原理来分析，可以看出：在钻机开钻前，钻孔内水压力与孔壁外的水压力处于平衡状态，其临界面为孔径外壁。开钻后，随着钻进深度的增加或在潮汐地压及有承压力地下水地区水位高涨，若钻孔内水头不足，孔臂内外水压力失去平衡，最终结果将会导致孔臂的坍塌。 《规范》６．５．１钢筋骨架的制作、运输及吊装就位的技术要求第５条规定：骨架倾斜度＋０．５；骨架中心平面位置＋２０ｍｍ。从力学原理来看，这主要是从构件的轴、偏心受压状态的受力分析来规定的。从前面的力学基本概念阐述中，我们知道，轴心受压构件与偏心受压构件的受力状态不同，在设计荷载作用下，构件的截面设计和配筋设计也不同。 相比之下，轴心受压构件的截面压应变基本为均匀分布，极限承载力也较偏心受压构件高，因此在钻孔桩施工及钢筋骨架的制作、吊装中应尽量减少误差。 《规范》６．３．２提高单桩承载力钻孔灌注桩钻进的注意事项第２条规定：采用正、 反循环钻孔（含潜水钻）均应采用减压钻进，即钻机的主吊钩始终要承受部分钻具的重力，而孔底承受的钻压不超过钻具重力之和 （扣除浮力）的８０％。这一条也是力学原理的具体体现，因为减压钻进可使钻杆在整个钻进过程中维持竖直状态，使钻进回转平衡，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。 二、模板和支架 《规范》９．３．４模板安装的技术要求第６条规定：后张法预应力梁、板，应注意预应力、自重和汽车荷载等综合作用下所产生的上拱和下挠，应设置适当的预挠或预拱。该规定是从力学基本原理出发，从设计荷载和施工荷载以及不同荷载的最不利组合所造成的影响来考虑的。模板工程的稳定性，安全性与可靠性对于工程施工非常重要，除进行相应的受力设计验算外，还应在支架构造上和施工上予以保证。正如前述，施工荷载千变万化，在桥梁模板及支架的安装过程中，应考虑到整个支撑体系的安全与可靠。对于支架基础验收、支架预压验收以及模板起拱值验收等工作均应进行认真地落实。如果支架基础不坚实，则受力后就会产生较大变形，施工结构在垂直度、 中心线、标高等技术要求上都将与设计图纸不一致，甚至有可能造成工程无法施工的后果；而支架预压则是对支设支架的进一步检查和验收。受力后，模板与支架应尽可能限制其发生位移、鼓胀、下沉、支撑松动以及地基下沉等现象，对于出现的问题应在浇筑硅前及时有效采取措施予以处理。模板的起拱是为了保证模板由于受施工荷载的作用而产生的挠度与起拱高度相抵消，防梁拱下挠过大或上凸过大。因此起拱高度是质量控制的关键要点。 《规范》９．５．２模板、支架拆除时的技术要求规定：①模板拆除时应按设计的顺序进行，设计无规定时，应遵循先支后拆，后支先拆的顺序；②却落支架应按拟定的却落程序进行，分几个循环却完，却落量宜小，以后逐渐增大，在纵向应对称均衡却落，在横向应同时一起却落；③简支梁、 连续梁宜从跨中向支座依次循环却落；悬臂梁应先却挂梁及悬臂的支架，再却无铰跨内的支架。 模板的拆除不仅要掌握好拆除的时间，而且要掌握拆除的顺序，如果处理不当，要么造成结构未达到设计要求提前受力而破坏，要么由于受力不均，由局部破坏引起整个结构的损毁。简支梁、连续梁支架卸落时从跨中向支座依次循环卸落，可使跨中截面受力均匀且对称均衡增加，且每次增大量较小，结构有自适当过程。而从支座向跨中依次循环卸落，跨中截面在其支架最后拆除后，内力由０猛增至最大值，就像突然受到冲击荷载一样，结构瞬间会发生破坏。这样的工程事故在实际中己发生很多。 三、混凝土及钢筋混凝土工程 《规范》１１．６混凝土的浇筑规定：混凝土的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。当需要超过时应预留施工缝。施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定，宜留置在结构受剪力和弯矩较小且便于施工的部位。重要部位及有抗震要求的混凝土结构或钢筋混凝土结构，应在施工缝处补插锚固钢筋；施工缝为料面时应浇筑成或凿成台阶状。这是因为从受力分析知道，施工缝的抗剪强度较差，重要部位和有抗震要求的施工缝应插埋锚固钢筋，以增强其抗剪强度；斜面浇筑成或凿成台阶状以防止滑移，增强抗剪力。 四、预应力混凝土工程 《规范》１２．６．６预应力筋编束规定：预应力筋由多根钢丝或钢绞线组成时，同束内应采用强度相等的预应力钢材。编束时，应逐根理顺，绑扎牢固，防止互相缠绕。钢筋的冷拉工艺采用控 论力学原理在桥梁施工规范中的应用 ［摘要］为了适应我国公路桥涵建设规模不断扩大的需要，建设部门组织了有关人员，在总结了旧有规范和实际经验教训 的基础上，由交通部第一公路工程总公司牵头，编写了《公路桥涵施工技术规范（ＪＴＪ０４１－２０００）》（以下简称《规范》）。作为桥梁建设的指导性文件的《规范》 ，有许多条文的制定，都从不同方面体现了力学原理的应用。［关键词］规范；力学原理；桥梁施工 建筑与工程ＤＡＯＢＡＯ ２００７ 第４ 期 总第８２期 ７４
浅析中西方古典柱式的比较
浅析中西方古典柱式的比较 摘要：无论是西方建筑还是中国建筑,柱式都是极具特征的构件。柱式主要有柱头、柱身和柱础这三个基本要素。对于中国古典柱式来说，人们最为熟悉的还是斗栱。而对于西方古典柱式来说，它是西方古典建筑美学中具有核心意义的一份子，它代表着西方人的生活、需求、审美和寓意。然而具体而言，中西方古典建筑的主要区别是来自材料的区别：西方古典建筑一直石头为主体;东方古典建筑主要是以木头做构架。因此，中西方古典建筑艺术也由此具有了一定的差异。本文主要探讨在中西方建筑文化背景的差异下所带来的柱式体系之间的差异。 关键词：柱式；中西方建筑艺术；建筑文化背景；柱式体系 1、中国传统建筑的柱式 中国传统建筑建设中主要使用的是木柱和石柱,其中应用最广泛当属木柱。根据西方古典建筑中对柱式的解释,我们也引进了“柱式”这个概念来描述中国古典木构建筑体系。中国古典建筑一直以宋式为依据，明清虽有发展 ,但未逾越宋式的轨范。在宋式建筑的结构、力学中 ,柱子担负着最重要的“角色”。室外的柱子 ,它总是立于正门前列最重要的部分 ,在室内也是空间最突出的部分 ,因而古代建筑工匠集中智慧精心设计——造型 ,装饰这个顶天立地的柱式。把整个建筑中最美的形式全部集中到柱式上 ,使它成为建筑中最典型、最美的 ,甚至是“不可超越”的规范。 1.1、中国古典柱式的特征 1.1.1、建筑材料 在选材上,斗栱与柱身的材料主要还是木质材料,柱础则是以石质为主,它们是中国古典建筑营造工艺中的石作制度与大木作制度。利用木质材料的优点是施工效率较高、速度较快，并且比较节省成本,石料的主要特点是坚固且耐久性长,两者相互作用,共同推动了古典建筑文化的发展。
2021年古希腊建筑的三种柱式
艾奥尼亚柱式、多立克柱式、科林斯柱式的异同 欧阳光明（2021.03.07） 多立克柱式、爱奥尼克柱式、科林斯柱式是典型的希腊时期古典柱式： 多立克式柱身比例粗壮，由下而上逐渐缩小，柱子高度为底径的4-6倍。柱知刻有凹圆槽，槽背成棱角，柱头比较简单，无花纹，没有柱础而直接立在台基上檐部高度的比例为1：4，柱间距约为柱么匠1.2至1.5倍。 爱奥尼克式的柱身比例修长，上下比例变化不显著，柱子高度为底径的9至10倍，柱身刻有凹圆槽，槽背呈带状，有多层的柱础，檐部高度与柱高的比例为1：5，柱间距为柱径的2倍。 科林斯式除了柱头如盛满卷草花篮的纹饰外，其它各部分与爱奥尼克式相同。 多立克式 多立克式是希腊风格的典型柱式，也是西方古典建筑室内装饰设计特色的基本组成部分。多立克柱式粗犷、刚劲，基座有三层石阶，柱身由一段段石鼓构成，呈底宽上窄渐收式，柱头由方块和圆盘构成，无饰纹。爱奥尼克柱式整体造型风格坚挺娟秀，比多立克多一个柱础，纵向有凹槽24条，各凹槽的交接棱角上设计一部分圆面，最具特征的是它的柱头，左右各有一对华丽、精巧、柔美的卷
涡式装饰。科林斯柱式用毛莨叶作装饰，形似盛满花草的花篮式柱头，规范而细腻，充满生气，其柱高、柱径比例、凹槽都同于爱奥尼克柱式。古希腊风格的三种柱式常用于客厅的隔断中。 古希腊建筑的三种柱式 1、多立克柱式（Doric Order）是古典建筑的三种柱式中出现最早的一种（公元前7世纪）。（另外2种柱式是爱奥尼亚柱式和科林斯柱式），它们都源于古希腊。在希腊，多利克柱式一般都建在阶座之上，特点是柱头是个倒圆锥台,没有柱础.柱身有20条凹槽，柱头没有装饰。建造比例通常是：柱下径与柱高的比例是1：5.5；柱高与柱直径的比例是4或6：1。多立克柱又被称为男性柱。著名的雅典卫城（Athen Acropolis）的帕提农神庙（Parthenon）即采用的是多立克柱式。 2、爱奥尼柱式（Ionic Order） 源于古希腊，是希腊古典建筑的三种柱式之一（另外两种是多立克柱式和科林斯柱式）特点是比较纤细秀美，又被称为女性柱，柱身有24条凹槽，柱头有一对向下的涡卷装饰。爱奥尼柱由于其优雅高贵的气质，广泛出现在古希腊的大量建筑中，如雅典卫城的胜利女神神庙（Temple of Athena Nike）和俄瑞克忒翁神庙（Erechtheum）。 爱奥尼柱式起源于前6世纪中叶的爱奥尼亚，小亚细亚西南海岸和岛屿，上面住着操爱奥尼亚方言的希腊人。爱奥尼柱式在前5世纪传入希腊大陆。第一个爱奥尼风格的大神庙，是在被地震摧毁前仅仅存在10年，于前570年至前560年间建于萨摩斯岛的赫拉神
西方古典柱式
仲恺农业工程学院课程考察报告 （专项实训） ( 2010/11－上学期) 课程：结构选型 题目：西方古典柱式院系：艺术设计学院班级：环艺081 学号：200811214126 学生姓名：张东林 指导教师：程秩婷 设计时数： 成绩： 2010年12 月16 日
目录 一、古希腊柱式 ●多立克柱式 ●爱奥尼克柱式 ●科林斯柱式 ●人像柱 二、古罗马柱式 ●罗马多立克柱式 ●罗马爱奥尼克柱式 ●罗马科林斯柱式 ●塔司干柱式 ●混合柱式 三、各种柱式对比及参考文献
多立克柱式 多立克柱式是希腊古典建筑的三种柱式中出现最早的一种，出现于公元前7世纪。多利克柱式一般都建在阶座之上，特点是柱头是个倒圆锥台，装饰简洁，没有柱础，柱身有20条凹槽。建造比例通常为柱高与柱直径的比例是6：1，雄健有力，象征男性美，所以多立克柱又被称为男人柱。 著名的雅典卫城（Athen Acropolis）的帕提农神庙（Parthenon）即采用的是多立克柱式。 帕提农神庙：
爱奥尼克柱式 爱奥尼克柱式起源于公元前6世纪中叶的爱奥尼亚，小亚细亚西南海岸和岛屿，上面住着操爱奥尼亚方言的希腊人，是希腊古典建筑的三种柱式之一。爱奥尼克柱通常竖在一个基座上，柱高是其直径的8－9倍，柱身有24条凹槽，柱头有一对向下的涡卷装饰，富有曲线美。外形比较纤细秀美，又被称为女人柱；爱奥尼克柱由于其优雅高贵的气质，广泛出现在古希腊的大量建筑中. 如雅典卫城的胜利女神神庙（Temple of Athena Nike）和伊瑞克提翁 神庙（Erechtheum）。 胜利女神神庙： 非曲直伊瑞克提翁神庙：
古希腊柱式结构
中外古典建筑柱式的造型与结构 摘要：从中外古典柱式的造型与构造入手,系统论述了各种柱式的美学特征和形态规则,并着重就其形式与结构要求、材料性能等作对应分析。中国的古建筑一般采用木柱,基本造型与装饰以自然形中外古典建筑柱式的造型与结构态为主,并具鲜明的民族特色。西方建筑中则以石柱为主,古埃及石柱粗壮,其柱头、柱身充分体现了巨石柱子的艺术。古希腊建筑中的3种柱式(多立克式、爱奥尼式及科林斯式)构成了希腊建筑的精髓,并将其造型艺术拟人化。古罗马柱则是用石头说话的世界艺术珍品,并将古希腊柱式发展为5种:多立克、爱奥尼、科林斯、组合式及塔司干式。从结构上看,这些柱子的长细比均控制在10以下,中国柱式的收分是从柱的2/3开始,而西方柱式一般是从1/3开始。总之,柱式的艺术造型与结构技术之间有着本质的联系。 关键词：古典建筑柱式造型结构建筑艺术 现在的一些建筑设计中,人们常常为用何种材料作柱的饰面而绞尽脑汁,并搬出各种古典柱式作对比,却忽略了现代建筑的基本特性。几千年的建筑发展史表明,柱在完成其功能作用的同时,作为建筑艺术的基本特征形式,它的发展变迁在引导和伴随着整个建筑艺术的发展。 本文从中外古典柱式的造型与结构入手,系统论述各种柱式的美学特征和形态规则,并着重就其形式与结构要求、材料性能等作对应分析。 1．柱式造型 1.1 中国柱式 中国古典建筑一直以宋式为依据，明清虽有发展,但未逾越宋式的轨范。在宋式建筑的结构、力学中,柱子担负着最重要的“角色”。室外的柱子,它总是立于正门前列最重要的部分,在室内也是空间最突出的部分,因而古代建筑工匠集中智慧精心设计——造型,装饰这个顶天立地的柱式。把整个建筑中最美的形式全部集中到柱式上,使它成为建筑中最典型、最美的,甚至是“不可超越”的规范。 中国古典柱式结构见表1 ,它是从自然形态发展起来的,柱身像树干,斗拱像树枝,因之中国自然形态的装饰风格最为突出,如菊花头、麻叶头、三伏云、蚂蚱头,柱础也同样以自然形象命名,但它的形象已高度地概括为几何形态,具有鲜明的民族特色。柱式的比例:以斗口为基数,如斗口为3寸,则六份18寸为柱圆。 表1中国古典柱式的造型结构 柱式斗拱斗拱 昂咀.菊花头 蚂蚱头.麻叶头 柱卷杀(从2/3柱高开始内收) 柱基木质覆盆 直径,柱高则为六十份(柱圆直径 1 0倍),即1 .80寸为柱高。卷杀从 2 / 3柱高(1 .2 0寸)开始向上收分,柱子形成下大上小,其上的大斗底四周出四分紧杀,使柱斗与大斗相合,柱下加柱础的盘托显得安定有力。从中国柱式的线脚形态看:“斗”看是以直线为主,“拱”是由直线转到曲线,“昂”是斜线与弧线的组合,“菊花头”是圆线与Ｓ线相结合,
力学在桥梁工程中的应用及发展趋势
力学在桥梁工程中的应用及发展趋势 桥梁在人类发展的历史过程中，可以说一直是一种社会文明的代表，纵观世界桥梁建设发展的历史，可以发现桥梁的发展与当时社会生产力的发展，工业水平的提高，施工技术的改进，数学、力学理论的发展，计算技术的改革都有密切的关系，其中力学理论的应用在桥梁建设中起着举足轻重的作用．特别是在l9，20世纪，随着力学理论及应用研究的长足进步，促使桥梁建设发生了前所未有的飞跃．本文从力学在桥梁工程中的应用这个角度，作简要的回顾、分析、评述和展望． 1 力学在桥梁工程中的应用及主要成就 l8世纪以前，虽然当时人们对力学中的许多机理尚不了解，但已经在实践中摸索出诸如，土、石、砖、木等材料主要适合于受压的场合，因此所采用的桥梁建筑结构较为简单，如举世闻名的赵州桥(跨度为37．02m，公元605年)，它既发挥了土、石等圬工材料的优点，又减轻了桥身的自重，节约了用材，且便于排洪，还增加了美观，它集中体现了世界古代桥梁的伟大成就，同时也代表了古代中华文明，在今天看来，它应是力学在当时材料条件下的最佳发挥． 18世纪前后，人们开始使用生铁，尽管人们已经认识到了这类材料是优于土、石等圬工材料的一类新材料，但是由于材料本身的缺昭以及人们对其力学机理、物理性质尚不清楚，其应用仍然受到了很大的限制．19世纪中叶，由于欧洲率先进入了工业社会，从根本上改变了西方社会近千年的文明，特别是在这一时期伴随Newton力学的形成、微积分学的发展及欧洲工业化格局的形成，使得力学的理论与实践得到了很大的发展，如与土木工程建筑有关的材料力学、结构力学的形成，造就了桥梁工程建设的第1次飞跃．英国的不列颠尼亚箱粱桥(跨度为141．00m，1850年)，美国的布鲁克林悬索桥(跨度为486.00m，1883年)及英国的福斯悬臂桁架桥(跨度为520.00m，1890年)等桥梁是这一时期的杰出代表． 20世纪初期，由于西方工业社会的空前发展，力学研究的进步及相关学科的发展导致高强度钢材、钢筋混凝土乃至预应力混凝土等材料的出现，实现r桥梁工程发展史上的第2次飞跃．根据初等材料力学的结论，混凝土抗拉强度很低，但其价格却远低于钢材，人们为了增加其抗拉能力，设计了钢筋混凝土这类复合建筑材料，使其既能承受拉力，又能承受压力，但限于混凝土材料本身所具有的力学性能，将其作为粱式桥结构用材，跨度仍远逊色于传统的拱桥结构．在进一步实践过程中，人们又发现尽管有受力钢筋在承载，但在受拉区仍然不可避免地会出现一些裂缝，若对钢筋施加一定张力作用，可以克服此弊端即通过张拉预应力筋，使得受拉区事先储备一定数值的压应力当外荷载作用时，混凝土可不出现拉应力或不超过某个临界值的拉应力，从而极大地提高丁混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，进而导致了预应力混凝土桥梁结构的出现，扩展了其应用的范围，使之成为了2O世纪桥梁工程中的一类主要结构．我国自70年代末期起，预应力混凝土桥梁的建设得到了很快的发展，特别在近几十年的城市道路桥梁、高速公路桥梁建设中占据着主导地位，这其中诸如预应力混凝土T构、连续梁桥、桁架粱桥、大跨度简支梁桥等桥型都是在这一结构基础上的派生．由于初等材料力学及结构力学的发展，导致了跨越能力较强的悬索桥、斜拉桥的出现．在30年代美国就掀起过大跨度悬索桥的高峰，如美国纽约华盛顿桥(跨度为1067.00m，1931年)，旧金山金门大桥(跨度为1280.00m，1937年)等都是这一时期的典型代表．第2次世界大战以后，德国、日本曾一度赶上了美国；50年代起，斜拉桥结构在德国初见光芒，并很快波及世界各地；60年代，在日本、丹麦等地出现了兴建跨海工程的先例． 随着桥梁工程建设的不断进步，出现了诸多困扰人们的力学难题，桥梁空间结构的受力分析，结构复杂的次应力计算，主梁、横隔粱、桥面板、支座、墩台及基础的设计、计算分析等都
力学知识在桥梁中的运用
力学知识在桥梁中的运用 现代桥梁通常分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥及悬索桥四类。近年来，中学教材和教辅资料中出现了一些相关内容和习题，从技术应用的角度展示了物理学与社会生活的联系，体现了物理与技术的结合，培养了学生观察、探究身边物理现象的兴趣和能力。本文择取几例，加以解析与点评，仅供参考。 一、梁式桥 梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。 按主梁的静力图示，梁式桥又可分为简支梁桥、连续梁桥和伸臂梁桥三类。 前两类梁桥从古到今，屡见不鲜。目前世界最大的钢桁梁桥主跨已达549 m。人们不太熟悉的伸臂梁桥，在山东科学技术出版社发行的《普通高中课程标准实验教科书物理I(必修)》第92面有图文介绍，使人一目了然，笔者不再赘述(该课本为课标诸多新教材之一，以下简称为“山科本”)。 例l 不同劲度的材料各有用处。混凝土坚硬，但缺乏弹性，容易在拉伸时断裂，而钢筋耐拉伸，所以在混凝土预制桥梁桥板的承受张力的部位用钢筋来加固。正确地放置钢筋的位置，可以使桥梁更加牢固。如图1所示，桥梁加固钢筋位置正确的是( )
解析当物体压在该桥梁上时，桥墩内侧桥板的上表面受的是压力，下表面受的是拉力。桥墩外侧桥板上表面受的是拉力，下表面受的是压力。为了使钢筋受到的都是拉力，所以应当按图1(a)所示的方式放置钢筋。 点评题的关键是体会桥梁各部分承受的是压力还是拉力。 类似问题在山科本第68面也有图文介绍。 二、拱式桥 拱式桥是以承受轴向压力为主的拱(称为主拱圈)作为主要承重构件的桥梁。我国古代能工巧匠建造出许多结构精美的拱桥，如赵州桥等，堪称早期拱形桥的经典。山科本第87面有图文介绍，并简述了力学原理。目前世界最大的钢拱桥为上海卢浦大桥，主跨为550 m。已建成的较大跨度的拱桥还有重庆万州长江大桥(混凝土拱桥，主跨达420 m)及湖南凤凰乌巢河石拱桥(主跨达120m)。 例2 轻轨“明珠线”的建成，缓解了徐家汇地区的交通拥挤状况，请在图2中画出拱形梁在A点的受力示意图。这种拱形桥的优点是。
桥梁结构设计的力学稳定性
浅谈桥梁结构设计的稳定性 作者：黑龙江科技学院工业设计10—2班赵云超 摘要：众所周知，抗压强度是评判一座桥梁质量好坏的重要方面，与此同时，稳定性也是一座桥梁不可忽视的重要因素。在历史上以及现今社会中发生的一些桥梁垮塌事故，很大一部分是由于忽视稳定性而造成的。桥梁结构设计的稳定性，是研究桥梁力学的一个重要分支。本文以拱式桥为例，通过力学分析介绍拱式桥拱肋稳定性理论的计算方法。 关键词：桥梁结构稳定性拱式桥拱肋 工程力学知识在现代桥梁的设计与建造中发挥着巨大作用，同时随着一些技术实际问题的产生，也推动着工程力学不断向前发展。桥梁结构的稳定性是涉及其安全与经济的重要因素，它与桥梁的强度问题有着同样重要的意义。随着经济社会的发展，各式各样的桥梁不断涌现出来。在此之中，由于在设计时对稳定性考虑不够，产生了一些事故，这使得对于桥梁稳定的研究，具有更广阔的意义。 桥梁的稳定性取决于它所受到的力系以及它自身结构的设计。挡结构设计合理，桥梁所受载荷分布均匀，整个系统受力保持平衡时，桥梁就具有很强的稳定性。 结构失稳是指在外力的作用下，结构的平衡状态开始丧失稳定性，稍有扰动，则变形迅速增大，最后使结构遭破坏。桥梁结构的失稳现象可分为下列三类： 1，个别构件的失稳； 2，部分结构或整个结构的失稳； 3，构件的局部失稳。 桥梁结构的稳定问题一般分为两类，第一类叫做平衡分支问题，即到达临界荷载时，除结构原来的平衡状态理论上仍然可能外，出现第二个平衡状态；第二类是结构保持一个平衡状态，随着荷载的增加，在应力比较大的区域出现塑性变形，结构的变形很快增大。当荷载达到一定数值时，即使不再增加，结构变形也自行迅速增大而使结构破坏，这个荷载值实质上就结构的极限荷载，也称临界荷载。 下面就拱桥结构谈一下桥梁的稳定性。 拱桥是我国公路、铁路上常用的一种桥梁型式。一般拱桥的拱轴线采用桥梁结构中常见的二次抛物线拱轴形式，拱圈是拱桥的主要承重结构，为曲线形。拱上建筑，又称拱上结构，是指在桥面系与拱圈之间能够传递压力的构件或填充物。本文将对该桥拱肋的稳定问题进行力学分析。 1拱肋稳定理论 拱肋是一种主要承受压力的平面曲杆体系。因此，当拱所承受的荷载达到一定的临界值时，整个拱就会失去平衡的稳定性：或者在拱的平面内发生纯弯屈曲；或者倾出于平面之外发生弯扭侧倾。拱的面内屈曲有两种不同形式：第一种形式是在屈曲临界荷载前后，拱的挠曲线发生急剧变化，可看作这是具有分支点问题的形式，桥梁结构中使用的拱，在体系和构造上多是对称的，当荷载对称地满布于桥上时，如果拱轴线和压力线是吻合的，则在失稳前的平衡状态，只有压缩而没有弯曲变形，当荷载逐渐增加至临界值时，平衡就出现弯曲变形的分支，拱开始发生屈曲；第二种屈曲形式在非对称荷载作用下，拱在发生竖向变位的同时也产生水平变位，随着荷载的增加，两个方向的变位在变形形式没有急剧变化的情况下继续增加，当荷载达到了极大值，即临界荷载之后，变位将迅速增加，这类失稳称为极值点失稳，也称
希腊古典柱式图解
古希腊柱式 柱式 facts and information 柱式是指一整套古典建筑立面形式生成的原则。基本原理就是以柱径为一个单位，按照一定的比例原则，计算出包括柱础（Base）、柱身（shaft）和柱头（Capital）的整个柱子的尺寸，更进一步计算出包括基座（Stylobate）和山花（Pediment）的建筑各部分尺寸。 柱式包括古希腊的三个柱式和古罗马的五个柱式。 古罗马建筑师和工程师维特鲁威在《建筑十书》中介绍了有关古希腊柱式的传说。文艺复兴时期的意大利建筑教育家塞利奥出版一系列关于古典建筑样式的书，在第四册书中，首次出现了对古罗马的五种柱式划分等级的说法。随后著名的建筑大师帕拉第奥（Andrea Palladio，1508—1580）在威尼斯发表的论文《建筑四书》中明确将柱式系统规范化，形成了被建筑界广为接受的建筑立面设计规范。他设计的维琴察圆厅别墅（Rotonda in Villa Capra，1550）就是采用此规范的典范。 历史 古希腊的建筑从公元前7世纪末，除屋架之外，均采用石材建造。神庙是古希腊城市最主要的大型建筑，其典型型制是围廊式。由于石材的力学特性是抗压不抗拉，造成其结构特点是密柱短跨，柱子、额枋和檐部的艺术处理基本上决定了神庙的外立面形式。古希腊建筑艺术的种种改进，也都集中在这些构件的形式、比例和相互组合上。公元前6世纪，这些形式已经相当稳定，有了成套定型的做法，即以后古罗马人所称的“柱式”。 古希腊三柱式 多立克柱式 希腊多立克柱式（Doric Order）的特点是比较粗大雄壮，没有柱础，柱身有20条凹槽，柱头没有装饰，多立克柱又被称为男性柱。著名的雅典卫城（Athen Acropolis）的帕提农神庙（Parthenon）即采用的是多立克柱式。
建筑史——中国传统柱式与西方古典柱式的比较
中国传统柱式与西方古典柱式的比较 ——宋代柱式与古罗马爱奥尼柱式的比较 【摘要】：在中国传统建筑与西方古典建筑中,柱式是最具特征的构件之一。本文主要从造型、材料和做法方面对着两者进行比较分析,探讨两种不同建筑文化背景下柱式体系之间 的差异。 【关键词】：中国传统柱式西方古典柱式差异 不管是中国还是西方，柱子都是作为重要的承重结构起到支撑作用，是建筑物内不可缺少的构件之一，后来人们越来越关心柱子的装饰功能。在中国,柱子最后发展成了集结构与装饰于一体的构件,但是西方人和我们不一样，他们用了很多拱券结构来突出柱子的装饰功能。 这些我们可以从从柱子外观造型的比较上看出来，中国的柱子上一般没有太多的装饰，都是简单的几何形态，这样既提高了建造的效率，也更好与大自然中的形态结合起来。比如说宋代柱子，它的柱身断面一般都是圆形的,即保持树木原来的形状。但是古罗马的爱奥尼柱式与我们不一样，他们强调细节的塑造，喜欢运用多种加工手法来达到他们心理上追求的艺术效果，特别是柱头通常都装饰的很漂亮。所以说有时候我们可以从爱奥尼柱式的柱头形态来判断它装饰的好不好。 另外，中西方在选择的材料上也有所不同，虽然说中西方最早期的柱子都是用木构架的，但是后来随着历史的发展，西方人越来越认同石材坚固耐久的特性以及石作工艺技术的不断成熟导致他们抛弃木材开始大量使用砖石结构。但是中国人不一样，中国古代很重视“天人合一、和谐共生”，再加上木材加工速度快，效率高，导致中国人坚持使用木材作为柱子的主材。 柱子的做法也各有不同，柱子一般包括柱头、柱身和柱础三个组成要素,其中中国的柱头就是众所周知的斗栱（如图1所示）。宋代的斗栱外形上一般都很庞大,实用功能较强，斗栱的各个部分都是根据严格的力学原理进行分布的，可谓是木构架建筑的精灵，从中我们可以看到前人高深莫测的智慧。柱身部分大多为圆形，外观上看起来比较粗犷雄健，像一个男人一样，内柱部分却和外观上我们看到的不一样，一般都较为细长。柱础部分一般都会雕刻花纹，上半部分的花纹一般为横向雕刻，这样做的目的是为了防止水分顺着纹理蔓延上来；下半部分的雕刻就不一样了，一般都是师傅们精心雕刻的比较复杂的花纹，从这些花纹中我们可以看到我们古代文化的丰富多彩。爱奥尼柱头不像我们一样，他们更偏向于装饰性，他们的柱头部分是不起支撑作用的，他们只关注它是不是能带来良好的视觉效果。至于柱身部分，它的比例是根据柱子间距的不同进行调节来达到整体比例的和谐。柱础是由很多圆盘堆叠组成的 , 其尺寸有严格的要求，按照比例进行精确的划分,看起来很美观。 以上对中西方传统柱式进行了大概的比较，不难发现中西方柱式的差别实则是中西方传统文化的不同造成的。古代西方国家，经常被外来民族所毁灭，因此他们文化的发展是断断续续的的，他们的思想不是一成不变的，而会随着社会的进化而发生改变。但是我们中国的文化从古代发展到现在，是直线性的发展，就算是有外来文化入侵，也绝不动摇主流文化的地位，往往是在各种文化的相互影响中并行发展，因此我们可以坚