浅析早期复杂形体建筑的设计与建造——以巴塞罗那圣家族大教堂为例

摘要

圣家族大教堂是早期复杂形体建筑的代表作。它的设计师高迪虽然没有完成这座教堂的建造，却在自己有生之年为这座教堂创造了一套完整的控制设计与建造的方法---基于直纹面几何原理的方法。圣家族大教堂的建造历史跨越了三个世纪，持续了一百多年，但这个基本的设计逻辑从未改变，一直指导着后续的建造工作，成为保证圣家族大教堂建成效果符合高迪设计原貌的重要手段。虽然基本的几何原理不变，但是衔接设计与建造之间的辅助工具，以及建造技术却在这一百多年里发生了翻天覆地的变化。这座教堂如同一本历书，记载了建筑业这一百多年的发展。
　　 文中第一章绪论介绍了研究背景、复杂形体建筑的定义以及研究的意义。然后从设计与建造两大方面详细的分析了圣家族大教堂。
　　 在设计方面，第二章和第三章分别分析了圣家族大教堂的结构设计方法和几何形体设计方法，详细论述了圣家族大教堂设计方法的基石:基于直纹面的几何原理。
　　 第四章首先承接第三章关于设计基本原理的论述，指出此类几何原理在联系设计与建造方面发挥的巨大作用。由于基本几何原理的控制作用，建造的基本方法在过去的一百多年中未发生太大变化。但技术的发展，却对衔接设计与建造的辅助工具和建造施工的辅助工具产生了巨大的影响。通过对不同时期模型制作及建造工作的详细对比分析，总结出技术发展对于建造的影响，以及圣家族大教堂建成效果高度符合设计原貌的原因。并基于对圣家族大教堂的研究，为当前复杂形体建筑设计与建造中存在的问题提出了一些可供参考的解决方案。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2．研究对象的界定

1．3 相关研究综述

1．3．1 国外研究

1．3．2 国内研究

1．4 研究目的与意义

1．5 研究方法

第二章 圣家族大教堂的结构系统及设计方法

2．1 高迪其他作品中的结构创新对圣家族大教堂的影响

2．1．1 科隆．桂尔(Colonia Guell)教堂

2．1．2 桂尔公园(Park Guell)

2．1．3 米拉公寓(Casa Mila)

2．2 圣家族大教堂基本信息概述

2．2．1 设计与建造历史概述

2．2．2 平面与比例

2．2．3 立面

2．3 圣家族大教堂结构设计的基本目标

2．4 圣家族大教堂的整体结构形态

2．5 圣家族大教堂整体结构系统的组成及结构意义

2．5．1 “块”体系的结构意义

2．5．2 立面与屋顶的结构意义

2．6 结构计算的方法——图解静力学( graphic statics)

2．6．1 高迪选择图解静力学分析法作为圣家族大教堂结构计算方法的原因

2．6．2 图解静力学(graphic statics)的基本原理

2．6．3 图解静力学分析在圣家族大教堂结构设计中的运用

本章小结

第三章 圣家族大教堂形体设计中运用的基本几何原理

3．1 高迪几何学(Gaudinian geometry)概述

3．2 基本几何形——直纹面(ruled surface)的定义

3．3 使用直纹面作为圣家族大教堂形体组成的基本几何形的原因

3．4 圣家族大教堂设计中使用的几种基本直纹面原型

3．4．1 正圆双曲面

3．4．2 椭圆双曲面

3．4．3 双曲抛物面

3．4．4 螺旋面

3．4．5 直纹面几何生成方法总结

3．5．圣家族大教堂各结构构件基于直纹面的几何体量构成

3．5．1 几何体量的基本构成方法总结

3．5．2 构成天花的基本元素——“块”的几何体量构成

3．5．3 分叉柱的几何体量构成

3．5．4 花窗的几何体量构成

本章小结

第四章 圣家族大教堂的建造

4．1 衔接设计与建造的辅助工具

4．1．1 联系设计与建造的统一原理——基本几何原理

4．1．2 非数字时代的辅助工具

4．1．3 数字时代的辅助工具

4．1．4 非数字时代与数字时代辅助工具的异同

4．2 高迪时期的建造

4．2．1 高迪对于圣家族大教堂建造的设想

4．2．2 高迪时期完成的建造工作

4．3 高迪之后的建造

4．3．1 管理圣家族大教堂一切建造事务的负责机构

4．3．2 高迪后继者及完成的建造工作

4．3．3 完成的建造工作中各主要构件的材料和建造方法

4．3．4 使用的建造材料总结

4．3．5 技术的发展对于建造辅助工具的影响

4．4 圣家族大教堂的整体建造过程时间表

4．4．1 圣家族大教堂已建成的部分建造时间表

4．4．2 未来圣家族大教堂将要完成的建造工作计划

4．5 圣家族大教堂建成效果高度符合设计原貌的原因总结

4．5．1 设计方法、建造材料与施工方法的同时性考虑

4．5．2 统一的几何形体控制原理

4．5．3 分工、合作明确的负责机构

本章小结

结语

参考文献

图片来源

致谢