探索對稱美在建筑結構設計中的應用

趙琦 陳偉銘

杭州市城建設計研究院有限公司 浙江省 310001

摘要：建筑業的任務是：適用、安全、經濟、美觀。建筑設計作為一種文化現象，它的變化反映著時代的物質生產和科學技術水平狀況。也體現出一定的社會意識形態，并與社會的政治、經濟、文化、藝術等有密切的關系。基于此，本文首先闡述了對稱美的基本法則，然后分析了對稱美在建筑結構設計中的具體應用，最后總結出建筑對稱性體現了儒家尊卑有序的“禮”的要求。

關鍵詞：對稱美；建筑結構設計；應用

前言：我國傳統建筑最突出的特點之一便是對稱性。中國建筑“所最注重者，乃主要中線之成立。”從單座房屋到建筑組群，乃至城市布局，都重視中軸線，都是用中軸線來貫穿的主體建筑。實際操作中也是這樣，如果沒有中軸作為遵守的規制，那么一座組群中的房屋隨便建設，就會導致一片混亂。中軸線是規劃設計的標準。

1、對稱美基本法則

對稱表現的是一種樣式美，是設計中最根本的措施，是中心軸兩邊或者四周的樣式一樣或者神似，或者是基于一個核心布置。在建筑構造中，對稱是以整體一樣或者神似或反轉的樣式表現。整體一樣是最根本的對稱，完全的一致，是設計成果的提高，整體一樣表現成果是完整、安定、穩固；神似對稱是在整體上講是一致的，只有在一些小的地方有不一樣，是現代化社會中建筑策劃工作者最常運用的措施，不僅擁有安定穩固的感覺，并且還擁有部分的區別，能夠給建筑外觀帶來驚奇；反轉對稱是樣式構造反轉著，扭轉了以往對稱的樣式形成的一種異常對稱樣式，在整體上來講看著一樣，在部分上又擁有對比十分動感樣式，擁有很強的現代感，互相依靠，創造了完全不可分割、融合成一個整體的感覺。

2、對稱美在建筑結構設計中的應用

建筑構造的種類十分豐厚，在施工構造中，實體構造、桿件構造和薄壁構造這三種樣式單獨留存，不過建筑中并不是獨自進行建筑的，最多的樣式是三者一起構成的樣式。

2.1在實體結構中對稱美的應用

在建筑結構中，墻體、壩體和拱都是同一量級的結構。在建筑學中，有著世界八大奇觀之首的胡夫金字塔，坐落在200層的石灰石塊之上，塔底呈正方形，在塔底上方，是一層比一層略小的石塊，逐步堆砌而成，其結構為實心的方形石塊建筑（除內部墓室和通道外），結構精密、規模宏偉，滄海桑田，依然屹立不倒。這些都是對稱結構的優勢所在。在我國北方地區部分小城鎮中，水塔是較為常見的蓄水建筑，其底細頂粗的結構，儼然是一個輻射對稱的倒錐體。由于水壓的關系，在用戶需要取水時，就必需由水箱提供一個水壓，而只有將水箱支撐起來，才能提供足夠的壓力。在水塔中，如果水塔不對稱，必然導致水箱重心偏心，而產生水塔倒塌。這就要求保證水塔必需要是對稱結構。拱為承受軸向壓力并由兩端推力維持平衡的構件，其有利于實現力的均衡。“山節，謂刻柱頭為斗拱，形如山也。”《禮記·禮器》如是說道。在我國古建筑中，木結構建筑中的“斗”和“拱”結合使用，使人產生神秘變幻莫測的奇妙感覺，更形成了獨特的風格。2010年上海世博會中的中國國家館，采用中國紅和斗拱造型，其造型新穎，功能獨特，深受好評。國家館居中突起，層疊出挑，形如冠蓋，制似斗拱，4根大柱子支撐一個“斗冠”，不僅僅詮釋了我國“天人合一，和諧共生”的哲學思想精髓，更是建筑結構之美的最好表現。

2.2桿件結構中對稱美的應用

桿件構造其幾何特性是長度要比橫截面寬度以及厚度大的桿件。從容積點來講，其構造劃分為空間以及平面桿件構造。這里面的空間桿件構造是對應這對稱構造，平面桿件構造大多是運用左右對稱的樣式。平面桿件構造是建筑部分全部的桿件中心線和它所承載的重量都在一個平面中的構造。這里桁架構造是使用很多桿件構成的好像骨架樣式的額平面桿件構造，在每個桿兩邊都和別的桿件使用螺接、鉚接或焊接的方式連接，在構造跨度較大的條件中使用普遍。平面桿件構造在節約電量負載情況下，桁架中每個桿件的內力大多是軸向力，形成的剪距以及力量都不大。武漢以及南京的長江大橋為例主要是這種桁架構造。空間桿件結構是組成結果的所有桿件的軸線均不在同一平面內的結構。其代表作為上部暴露鋼柱和桁架，底部敞開的香港匯豐銀行。有八組參差的組合柱貫穿始終，從底部到頂部，每組從八個結構層逐步遞減到四個結構層，其中斜向懸吊結構的高度為兩個結構層。在此結構中，細部、桁架、桿件、斜撐都負載這荷載，同時呈現對稱格局。

2.3薄壁結構中對稱美的應用

薄壁結構是近些年來的產物，是大跨度空間結構衍生出來的新型建筑結構形式，其主要包括殼體、索網、薄膜和充氣結構。其代表作為國家游泳中心（又稱水立方）。薄壁構造中殼體歸類于面構造，是擁有曲面形狀的薄壁，能夠單向或者雙向進行彎曲。殼體是經過對稱軸開展劃分，體現在同向以及反向彎曲兩個曲面。在施工中，圓形的屋頂、雙曲線樣式的殼體以及圓柱形建筑都是這種樣式的體現。壁膜構造使用很多高強性質的壁膜物料以及鋼柱、鋼架子等增強配件使用一定的方法，在其內部能夠形成預張應力的樣式，是能夠承載外負荷的空間構造樣式。在薄壁構造中，比較值得多關注的是懸索構造的對稱運用。其最開始出現是受到懸索橋的啟發，構造工件主要承載著拉力，不過這種構造在風級較大時，缺少安穩性，所以要增強懸索構造的對稱上十分重要。

3、建筑對稱性體現了儒家尊卑有序的“禮”的要求

當然這種對稱平衡的建筑布局是儒家思想的體現。儒家思想的核心是“仁”，何為“仁”？子曰“：克己復禮為仁”。所以中國傳統建筑的對稱性是“禮”的要求的體現。《中庸》中提到：“中也者，天下之大本也；和也者，天下之大道也。致中和，天地位焉，萬物育焉。”首先要求天地人和諧發展。中庸是中國人的基本精神之一，它后來演繹為不偏不倚、恰當適度之意。其次是要體現人與人之間的關系和等級制度。《禮記·禮器第十》中講：“有以高為貴者。天子之堂九尺，諸侯七尺，大夫五尺，士三尺。”可以看出在宮室、廟堂的建造中，又以建筑群的規模和房屋之高低為貴賤的標準。是什么等級的人就該住對應形制的建筑，《禮記》有關建筑功能的論述中有所謂“以降上神與先祖，以正君臣，以篤父子，以睦兄弟，以齊上下，夫婦有別”的論述，講出了建筑布局對于顯示等級、遠近、親疏，對于調節人際關系達到家庭和睦、國家安康目的的重要作用。儒家思想的追求在于建立一個以仁義為核心，以禮法為規范，以家庭為單位的，和愛有序，“溫良恭儉讓”的小康社會，其終極目標就是建立一個天下為公的大同社會。中國的古代建筑雖然外觀是莊嚴雄偉，一切照倫理制度做事。但一般在建筑的后面都是詩情畫意，形成中國古代建筑前宮后園的格局，具有前莊重、后活潑，前輝煌、后明麗的特點。

4、結束語

對稱美在施工構造中使用的比較普遍，不光是構造樣式上的改革，更是性能上的改善提高，是構造樣式以及施工性能的聯合，是樣式構造以及承載重力機能的融合，并且也是未來建筑結構設計中的重點。

參考文獻：

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