建筑结构设计中对称美法则的运用与研究

摘要

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美的世界里。对称分完全对称、近似对称和反对称三种基本形式。人类从原始社会以来，就将物质产品按照从不对称到对称的造型法则进行美的加工，使对称的这三种形式几乎已经渗透到所有的学科领域。 对称顺应了力学规律，对称式设计模式成为一种主流并长期流传下来，其对于力的均衡所表现的稳固性是其存在的主要原因。在结构力学里，对称结构抵抗扭转变形的能力比非对称结构要大，因此，《建筑抗震设计规范》中规定：建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称。 对称法则在结构设计中的运用很广泛，不管是结构的体型，还是基本的结构构件，甚至荷载的分析方法，都用到了对称性的法则。本论文结合美学与力学的角度深入讨论了对称美法则在结构设计中运用的艺术性和合理性。斗棋和拱是两种最具有代表性的对称的结构支撑构件；实体结构、杆件结构、薄壁结构这三种结构类型中对称形式的运用实例也不胜枚举。对称的结构给人安全、均衡、稳定、庄重和完美的感觉，打破对称的建筑形态不仅给结构设计增加了难度，而且使施工变得复杂，从而导致经济造价的提高。 结构设计属于技术层面的范畴，而一切技术层面蕴含着自身的科学美。美不是抽象的、空洞的，它离不开物质的结构与运动，离不开主体与客体的存在。重新认识建筑物的重力作用与力的传递所体现的对称与均衡，在今天这个许多人忽视技术与艺术基本规律的时代，尤其具有现实意义。

目录

文摘

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第1章绪论

1.1研究的缘起

1.2研究的主要内容

1.3研究的方法

1.4研究的意义

第2章对称美法则基本概念

2.1形式美法则

2.1.1对比与调和

2.1.2节奏与韵律

2.1.3对称与均衡

2.1.4比例与尺度

2.1.5含蓄与沉着

2.2对称美

2.2.1对称的概念

2.2.2对称的形式

第3章结构设计中对称美法则运用的理论依据

3.1结构设计中的几个基本概念

3.2对称结构的力学分析

3.2.1对称的结构构件

3.2.2对称的结构体型

第4章对称美法则在结构设计中的运用

4.1对称美法则在实体结构中的运用

4.2对称美法则在杆件结构中的运用

4.2.1平面杆件结构

4.2.2空间杆件结构

4.3对称美法则在薄壁结构中的运用

4.3.1壳体结构

4.3.2薄膜结构

结论

参考文献

附录A攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B攻读学位期间参与设计的工程实践与学术研究项目

致谢