探索对称美在建筑结构设计中的应用

赵琦 陈伟铭

杭州市城建设计研究院有限公司 浙江省 310001

摘要：建筑业的任务是：适用、安全、经济、美观。建筑设计作为一种文化现象，它的变化反映着时代的物质生产和科学技术水平状况。也体现出一定的社会意识形态，并与社会的政治、经济、文化、艺术等有密切的关系。基于此，本文首先阐述了对称美的基本法则，然后分析了对称美在建筑结构设计中的具体应用，最后总结出建筑对称性体现了儒家尊卑有序的“礼”的要求。

关键词：对称美；建筑结构设计；应用

前言：我国传统建筑最突出的特点之一便是对称性。中国建筑“所最注重者，乃主要中线之成立。”从单座房屋到建筑组群，乃至城市布局，都重视中轴线，都是用中轴线来贯穿的主体建筑。实际操作中也是这样，如果没有中轴作为遵守的规制，那么一座组群中的房屋随便建设，就会导致一片混乱。中轴线是规划设计的标准。

1、对称美基本法则

对称表现的是一种样式美，是设计中最根本的措施，是中心轴两边或者四周的样式一样或者神似，或者是基于一个核心布置。在建筑构造中，对称是以整体一样或者神似或反转的样式表现。整体一样是最根本的对称，完全的一致，是设计成果的提高，整体一样表现成果是完整、安定、稳固；神似对称是在整体上讲是一致的，只有在一些小的地方有不一样，是现代化社会中建筑策划工作者最常运用的措施，不仅拥有安定稳固的感觉，并且还拥有部分的区别，能够给建筑外观带来惊奇；反转对称是样式构造反转着，扭转了以往对称的样式形成的一种异常对称样式，在整体上来讲看着一样，在部分上又拥有对比十分动感样式，拥有很强的现代感，互相依靠，创造了完全不可分割、融合成一个整体的感觉。

2、对称美在建筑结构设计中的应用

建筑构造的种类十分丰厚，在施工构造中，实体构造、杆件构造和薄壁构造这三种样式单独留存，不过建筑中并不是独自进行建筑的，最多的样式是三者一起构成的样式。

2.1在实体结构中对称美的应用

在建筑结构中，墙体、坝体和拱都是同一量级的结构。在建筑学中，有着世界八大奇观之首的胡夫金字塔，坐落在200层的石灰石块之上，塔底呈正方形，在塔底上方，是一层比一层略小的石块，逐步堆砌而成，其结构为实心的方形石块建筑（除内部墓室和通道外），结构精密、规模宏伟，沧海桑田，依然屹立不倒。这些都是对称结构的优势所在。在我国北方地区部分小城镇中，水塔是较为常见的蓄水建筑，其底细顶粗的结构，俨然是一个辐射对称的倒锥体。由于水压的关系，在用户需要取水时，就必需由水箱提供一个水压，而只有将水箱支撑起来，才能提供足够的压力。在水塔中，如果水塔不对称，必然导致水箱重心偏心，而产生水塔倒塌。这就要求保证水塔必需要是对称结构。拱为承受轴向压力并由两端推力维持平衡的构件，其有利于实现力的均衡。“山节，谓刻柱头为斗拱，形如山也。”《礼记·礼器》如是说道。在我国古建筑中，木结构建筑中的“斗”和“拱”结合使用，使人产生神秘变幻莫测的奇妙感觉，更形成了独特的风格。2010年上海世博会中的中国国家馆，采用中国红和斗拱造型，其造型新颖，功能独特，深受好评。国家馆居中突起，层叠出挑，形如冠盖，制似斗拱，4根大柱子支撑一个“斗冠”，不仅仅诠释了我国“天人合一，和谐共生”的哲学思想精髓，更是建筑结构之美的最好表现。

2.2杆件结构中对称美的应用

杆件构造其几何特性是长度要比横截面宽度以及厚度大的杆件。从容积点来讲，其构造划分为空间以及平面杆件构造。这里面的空间杆件构造是对应这对称构造，平面杆件构造大多是运用左右对称的样式。平面杆件构造是建筑部分全部的杆件中心线和它所承载的重量都在一个平面中的构造。这里桁架构造是使用很多杆件构成的好像骨架样式的额平面杆件构造，在每个杆两边都和别的杆件使用螺接、铆接或焊接的方式连接，在构造跨度较大的条件中使用普遍。平面杆件构造在节约电量负载情况下，桁架中每个杆件的内力大多是轴向力，形成的剪距以及力量都不大。武汉以及南京的长江大桥为例主要是这种桁架构造。空间杆件结构是组成结果的所有杆件的轴线均不在同一平面内的结构。其代表作为上部暴露钢柱和桁架，底部敞开的香港汇丰银行。有八组参差的组合柱贯穿始终，从底部到顶部，每组从八个结构层逐步递减到四个结构层，其中斜向悬吊结构的高度为两个结构层。在此结构中，细部、桁架、杆件、斜撑都负载這荷载，同时呈现对称格局。

2.3薄壁结构中对称美的应用

薄壁结构是近些年来的产物，是大跨度空间结构衍生出来的新型建筑结构形式，其主要包括壳体、索网、薄膜和充气结构。其代表作为国家游泳中心（又称水立方）。薄壁构造中壳体归类于面构造，是拥有曲面形状的薄壁，能够单向或者双向进行弯曲。壳体是经过对称轴开展划分，体现在同向以及反向弯曲两个曲面。在施工中，圆形的屋顶、双曲线样式的壳体以及圆柱形建筑都是这种样式的体现。壁膜构造使用很多高强性质的壁膜物料以及钢柱、钢架子等增强配件使用一定的方法，在其内部能够形成预张应力的样式，是能够承载外负荷的空间构造样式。在薄壁构造中，比较值得多关注的是悬索构造的对称运用。其最开始出现是受到悬索桥的启发，构造工件主要承载着拉力，不过这种构造在风级较大时，缺少安稳性，所以要增强悬索构造的对称上十分重要。

3、建筑对称性体现了儒家尊卑有序的“礼”的要求

当然这种对称平衡的建筑布局是儒家思想的体现。儒家思想的核心是“仁”，何为“仁”？子曰“：克己复礼为仁”。所以中国传统建筑的对称性是“礼”的要求的体现。《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，万物育焉。”首先要求天地人和谐发展。中庸是中国人的基本精神之一，它后来演绎为不偏不倚、恰当适度之意。其次是要体现人与人之间的关系和等级制度。《礼记·礼器第十》中讲：“有以高为贵者。天子之堂九尺，诸侯七尺，大夫五尺，士三尺。”可以看出在宫室、庙堂的建造中，又以建筑群的规模和房屋之高低为贵贱的标准。是什么等级的人就该住对应形制的建筑，《礼记》有关建筑功能的论述中有所谓“以降上神与先祖，以正君臣，以笃父子，以睦兄弟，以齐上下，夫妇有别”的论述，讲出了建筑布局对于显示等级、远近、亲疏，对于调节人际关系达到家庭和睦、国家安康目的的重要作用。儒家思想的追求在于建立一个以仁义为核心，以礼法为规范，以家庭为单位的，和爱有序，“温良恭俭让”的小康社会，其终极目标就是建立一个天下为公的大同社会。中国的古代建筑虽然外观是庄严雄伟，一切照伦理制度做事。但一般在建筑的后面都是诗情画意，形成中国古代建筑前宫后园的格局，具有前庄重、后活泼，前辉煌、后明丽的特点。

4、结束语

对称美在施工构造中使用的比较普遍，不光是构造样式上的改革，更是性能上的改善提高，是构造样式以及施工性能的联合，是样式构造以及承载重力机能的融合，并且也是未来建筑结构设计中的重点。

参考文献：

[1]程伟鹏.浅谈结构设计中的概念设计[J].黑龙江科技信息，2009.

[2]郭亮.建筑结构设计中的对称美法则的运用[J].民营科技，2010.

[3]宋娟.大底盘对称双塔连体高层建筑结构的地震响应分析[J].邵阳学院学报（自然科学版），2010.