对称美在建筑结构设计中应用论文

对称美在建筑结构设计中的应用

[摘要]：随着近些年建筑行业的快速发展，人们对建筑的质量要求越来越高，因此对建筑结构设计人员提出了很高的要求。而对称美法则的应用不仅能够使建筑美观，还能达到经济和安全的效果，因此得到了广泛的关注。本文首先介绍对称美法则，然后重点分析对称美法则在建筑结构设计中的应用。

[关键词]：建筑结构对称美法则应用

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

一、对称美法则

科学美学的资料表明“很多科学家就是因为坚信宇宙美具有对称性这一特点, 才有了划时代的科学发现。”例如, 法拉第在前人电的磁效应研究基础上, 由于相信对称美而发现了磁的电效应;麦克斯韦受法拉第电磁对称理论的启迪,建立了具有对称美形式的电磁学方程组，并据此预见了在时空中对称运动的电磁波; 后来, 狄拉克为了完善麦克斯韦方程组的对称美, 大胆假设了电荷的对称单元—磁单子; 特别是1 9 3 2年, 人们在宇宙射线中真的发现了一年前狄拉克根据对称性预言的正电子, 从此科学家们再也不怀疑宇宙物质一反物质的对称存在了。当科学研究的成果纳人科技出版系统的时候, 科学研究这种对象中的对称美现象和方法上追求对称的思路必然在科技出版物的内容土有所反应。另外, 科学美学注重对称性的研究也从方法论的角度给予科技编辑工作应用对称美法则以理论上的启示。首先, 它在观念上突破了自然物态与艺术

创作中, 对称性主要在于图形或物体对某个点、线、面,在大小、形状和排列上的一一对应关系的局限, 而深人认识到对称美作为事物运动内在规律之一的本质。这样人们就很容易理解, 在科技论文中对称性成立及辨识的条件, 是存在着一种由对称变换建立起来的不变性关系。其次, 科学美学使人看到, 追求对称美已从艺术创作的手法扩展成为解决难题、发现真理的科学研究方法之一。当然, 把对称美法则成功地运用于科技编辑审读加工, 还必须进一步分析对称美在科技论文中的表现方式和作用机制。一座建筑的形式，不仅要表现简洁、有秩序和令人愉快的美学特征，还要体现着高效能的结构体系，否则它是不易于被社会所接受。影响高层建筑形式的因素众多，诸如美学、功能、经济与文化，然而由于结构的因素对于高层建筑有重要的影响意义。

二、对称美法则在建筑结构设计中的应用

1.建筑结构设计需要注意的问题

（1）概念设计进入太早。好的概念设计，对建筑设计的后续工作至关重要，一项建筑设计，如果没有全面、精确的概念设计，即便以后设计的再准确、配筋再合理也不是一项经济、合理的优秀设计。概念设计在整个设计过程中有其固定的时间，不能图省事进入的太早，否则对整个设计不利，也不是一个有经验的优秀结构设计师所采用的办法。

（2）建筑结构设计。建筑结构设计的基本原则是安全、适用、经济、美观。四个原则各有所侧重的地方，但是又不矛盾，好的结

构设计必须是这4项原则的完美结合。目前，习惯上我们又加了一项原则，那就是便于施工原则，其实该原则是以上4原则的延续，是补充性的原则。建筑结构设计大致分为三个阶段：结构方案、结构计算、施工图设计。需要注意的是，建筑结构设计通常是在建筑设计之后，它与建筑设计互相制约，结构设计不允许破坏建筑设计，建筑设计也不可以超出结构设计的能力范围。结构设计将决定建筑设计能否实现，因此，建筑结构设计显得尤为关键。

（3）屋面梁与配筋问题。设计人员通常在结构建模时图省事，屋面梁尺寸直接采用下层梁的尺寸，导致的结果是屋面梁荷载较小、配筋不足，这样的屋面梁极易因配筋率过低发生裂缝，且裂缝宽度较大。我们需要做的就是对于一般梁，为了保持钢筋骨架的刚度，防止梁腹裂缝过大，当梁腹板高度大于450mm时加设腰筋，其间距应小于或等于200mm，然后通过拉筋连接。

（4）地基与基础设计问题。对于高层建筑来讲，基础设计是结构设计人员特别重视的一环，该阶段设计工作的好坏将直接影响到后期结构设计工作能否顺利开展，除此之外，地基基础造价也是整个建筑物工程造价高低的决定性因素之一。结构设计人员在对地基基础进行设计时，一定要结合地方性设计规范标准。各个地区都会出台一些根据自己地区制定的“地基基础设计规范”，该规范对施工设计的相关规定更加详细准确，建筑设计人员在进行地基基础设计工作时，必须深入学习地方性建筑法规和规范，以防对后期设计、施工带来不必要的影响。

（5）楼层平面刚度问题。楼层平面刚度设计也是结构设计容易出问题的环节，很多设计师在缺少基本结构概念的时候，而用的是楼板变形的计算程序。尽管该编程在数学建模上是成立的，也是准确的，但是用在确定楼板变形上很难做到精确。按照此计算的结构设计很显然是不安全的。我们通常采取的办法是：在具体设计时，将楼层设计为刚性楼面，前提是在筑设计时或者方案设计阶段就设计为刚性楼面，避免楼面变形，比如讲：楼层开洞、凹槽缺口深、外伸翼块长等。

2.建筑结构设计中对称美法则的应用

在使用过程中，建筑物或构筑物必须能够承受各种载荷，承受负荷的建筑物、构筑物，或者一些承重构件，可以被称为结构。对称性是一个平衡的关系，建筑结构的设计主要就是来解决各种力的平衡问题。建筑物的骨架是房屋结构，如果房屋结构遭到了破坏，建筑物就会损坏。而大量的研究调查表明，房屋结构上的梁和柱大部分都是对称结构。

空间是建筑的本质内容, 实体是构成空间的基本要素, 它使建筑有了内外环境之别, 是人们认知建筑空间和环境意义的重要组成部分。实体作为一个概念可以独立存在于观念中, 它帮助人们把客观建筑与心理建筑中的大量关系组织起来, 使人们按分组归类的思维方式, 提取建筑的知识,并根据概念来推断与实体有关的性质, 如面构成体、体的围合形成空间, 进而根据某种联结方式构成更多的含义。设计者是通过实体概念的运用表达其设计观念的, 使

某一历史时期的建筑观念无须用言语描述得以代代相传。因此, 实体具有传承建筑观念的作用。

从人的视知觉角度讲, 实体的形状、质感和色彩是产生视觉感受的三个主要方面。形式化的点、线、面、体基本要素确定了建筑及其外在的基本形式, 而材料是通过质感、色彩影响心理的。同一实体形态可以通过不同材料的质感和色彩对人们心理施加各种影响。如对石材表面抛光, 是试图借助改变其表面光滑和色泽的办法,

来影响人们贴近现代生活方式的感受。反之, 被人们体验过的质感和色彩知觉经验也可以使建筑赋有新的含义。由于种族、地域环境造成的不同文化背景, 同一实体表达的涵义不尽相同, 有时甚至

相反。因而, 实体的表义即超越时空又具有民族性和地域性特点。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。下面举例来说明，埃及金字塔是举世闻名的建筑，它从外部来看，底座呈方形，越往上越窄，从上往下看是一个对称的锥型。金字塔独具匠心的设计，巧夺天工的工艺令世人赞叹，它的石块与石块之间紧密相接，接缝处连刀片都插不进去。金字塔历经数千年沧桑，依然岿然不动，体现了古代人民的聪明才智，也是这个有利的对称结构的集中体现。结构的形式与对称美法则完美的结合，具有强烈的艺术感染力。

三、结语

对称美法则在建筑结构设计中的应用，是一种创新，这种思想方法能给相关工作人员提供一种借鉴或启发, 从而创作出更多既有