卡拉特拉瓦与结构仿生
创造力心理学论文--圣地亚哥.卡拉特拉瓦的生平
1、生平简介1951 年 7 月 28 日，圣地亚哥·卡拉特拉瓦出生于西班牙巴伦西亚，其名字卡拉特拉瓦是从中世纪骑士的等级传承下来的。
他的父母从事农产品出口贸易，因此他对国际上的大事非常了解，这在佛朗哥（ Franco ）专政时期非常难得。
他在巴伦西亚完成小学和中学，自 8 岁起，他还在艺术与工艺学校（ Arts and Crafts School ）接受正规的绘画教育。
13 岁时，他的家人充分利用最新开放的边境政策，把他以交换留学生的身份送到巴黎学习，后又来到瑞士学习。
在巴伦西亚完成高中学业后，他试图进入巴黎高等美术学院（ Ecole des Beaux-Arts ），但是当 1968 年 6 月到达巴黎的时候，他发现自己的计划行不通。
后来，他返回巴伦西亚，进入 Escuela Tecnica Superior de Arquitectura 学习，并在那里获得建筑学学士学位，后来的研究生课程则选择城市规划。
在学校期间，他与同学一起接手了独立的项目，同时还写了两本有关巴伦西亚和伊维萨岛本土建筑的书。
由于他对历史建筑中某些杰作精确的数字非常感兴趣，同时觉得在巴伦西亚的学习没有明确的方向，他于 1975 年来到苏黎世联邦理工大学（ ETH ）攻读土木工程专业的研究生课程。
1979 年，他获得博士学位，并在此期间与苏黎世的一名法律专业学生喜结连理。
毕业后，他在苏黎世联邦理工大学担任助教一职，同时开始接受小型的工程委托，譬如：图书馆屋顶或者私人住宅阳台的设计等等。
此外，他还开始参加各种竞赛，同时认为这是获得委托的最佳方式。
1983 年，他的第一个获奖方案便是为苏黎世 Stadelhofen 火车站而设计的，而他在该城市就设有自己的事务所。
1984 年，他为巴塞罗那奥运会设计了 Bach de Roda Bridge 大桥，也正是这座大桥的建造确立了他在国际上的声誉。
后来，他还设计了许多著名的大桥，譬如： 1987~1992 年塞维利亚世界博览会委托设计的阿拉米罗大桥（ Alamillo Bridge ）、 1990~1997 年设计的毕尔巴鄂 Campo Volantin 人行桥和 1991~1995 年设计的巴伦西亚阿拉米达大桥（ Alameda Bridge ）。
圣地亚哥-卡拉特拉瓦((20世纪少有的通才建筑师))
圣地亚哥 ·卡拉特拉瓦
CONENTS
Part 0人1物简介
Part 03 设计理念
Part 02 人物经历
Part 04 总结
PART 01人物简介
圣地亚哥 ·卡拉特拉瓦
是zo世纪少有的通才建筑师，以桥梁结构设计与艺术建 筑闻名于世。
建筑师和工程师的双重身份，使他对结构和建筑美学 之间的互动有着准绳的掌握。他认为美态能够由力学的工 程设计表达出来，而大自然之中，林木虫鸟的形态美观， 同时亦有着惊人的力学效率。所以，他常常以大自然作为 他设计时启发灵感的泉源。
PART 04
总结
高迪，达利，米罗 西班牙诞生了太多超有想象力的大神 卡拉特拉瓦继承了西班牙的野性与奔放 又带有瑞士人的理性
建筑师 / 结构师 / 雕塑家 / 画家 他拥有将知识融合且灵活运用的能力
他将无形的力 转化成有形的造型
他的作品从来不是静止的 而像生物般不断生长着...
THANK YOU
他将工程师的理性与艺术家的浪漫完满的结合，形成 了以运动、力和仿生建筑形式为主要创作理念的独特建筑 语言。他通过对技术的理解和运用，把建筑的结构美推向 了前所未有的高度。
PART 02
人物经历
卡拉特拉瓦的作品常常让人感 觉「贫穷限制了想象力」。他的作 品之所以如此独特，在于他年少求 学时：
多学科背景的学习和融合。
艺术启蒙
卡拉特拉瓦出生于西班牙贝尼马米特，这里原先 是个小城市。他父母家都是做农业出口生意的，经常 各处走动，他们有时候也会带着小卡拉特拉瓦，帮助 他形成开阔的眼界。
“少年与父亲一起在瓦伦西亚徜徉时，这座城市中 美丽的中世纪和文艺复兴建筑，包括著名的建筑结构 精品——梅尔加多商业交易所，都使年轻的卡拉特拉 瓦受到了耳濡目染的熏陶。当回到乡下与世隔绝的村 庄后，卡拉特拉瓦又整日沉醉在观察大自然、绘画和 富于想象的游戏中，其中包括构筑可以飞行的精美结 构体。”
用身体模仿世界各地著名的建筑物的样子
用身体模仿世界各地著名的建筑物的样子圣地亚哥・卡拉特拉瓦致力于仿生建筑设计，他的大量经典作品都与人体美学有关。
本文对卡拉特拉瓦的人体仿生式建筑进行分析解读，探讨卡拉特拉瓦的设计理念对我们的启迪。
圣地亚哥・卡拉特拉瓦是世界上最著名的建筑师之一，他拥有建筑师、工程师和艺术家等多重身份。
卡拉特拉瓦的建筑作品完美融合了理性的结构与浪漫的思想，开辟了以人体仿生为创作灵感的建筑新形态。
人体各部位之间有着匀称的比例关系，同时也是精神的载体。
卡拉特拉瓦将动态人体作为建筑造型的创作源泉，通过模仿人体美学表现形式，赋予建筑以动感的造型和深刻的灵魂，这些作品因此被称为“复杂的生命有机体”。
卡拉特拉瓦的人体仿生式建筑1.灵动的眼睛眼睛是卡拉特拉瓦建筑创作的灵感来源之一，他主要从造型、功能和象征含义这三方面入手，将眼睛的特征巧妙融入于建筑作品中。
最初，卡拉特拉瓦从眼睛的结构造型中提炼抽象的几何形态。
以里昂机场铁路客运站为例，该建筑整体造型极具动感和视觉张力，体现了客运站人来人往的流动特点。
卡拉特拉瓦以眼睛的造型为基础，同时对眼眶部分的曲线作夸张处理。
列车从“眼球”部位驶出，这种形式无论作为结构元素或视觉元素都非常具有新意。
在进行照明设计时同样考虑了整体的节奏感，车站正中部分较暗，车轨和通往外部的方向上逐渐明朗，以此营造出一个浪漫、温馨的视觉空间。
接着，通过类比眼睑可以上下开合的功能特征，实现了建筑构件的创新。
最具代表性的作品是厄恩斯廷工厂仓库大门，卡拉特拉瓦使用卷曲生铝板覆盖仓库表面，通过运动将各自分离的立面综合成一个整体。
原本普通的卷帘门可以模拟眼睑开启和关闭的动作，实现了“可开合的眼睛”设计方案。
厄恩斯廷仓库大门不仅是革新技术的实例，同时也是一个工业建筑的梦幻变体，大门的动态造型早已超出基本功能的范畴，当时很少有建筑在折叠装置的设计上达到如此高度。
最后，卡拉特拉瓦将眼睛作为“心灵之窗”这一象征含义巧妙地融入建筑创作之中。
建筑理论——112678
解读建筑大师——卡拉特拉瓦【摘要】他是大自然的门徒，用材料堆积出鸟儿般的房子。
他迷恋万物的动态美，为建筑插上了飞翔的翅膀。
他用无视结构法则的曲线，将建筑引向没有重力的天空。
在当今这个充斥着个性化与分离性的世界里.建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）是为数不多可以被称作世界性的设计师。
他以其独有的设计天赋.超越了艺术，科学和技术间的彼此差异创造出了一系列融合了结构学与运动学的诗意的建筑形态。
本文通过对其建筑思想与设计作品的研究深入分析了其作品背后所蕴涵的理论根源从而以较为全面的视角展现出圣地亚哥·卡拉特拉瓦的创作历程。
【关键词】卡拉特拉瓦运动灵感仿生学随着密尔沃基艺术博物馆受到越来越多来自世界各国民众的高度评价，西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦获得了第61届美国建筑师学会金奖，如今，他的名字在世界建筑界如雷贯耳，在当今这个多元多变的世界里，卡拉特拉瓦凭借对自然、对人类的独特理解，始终如一坚持自己的理想，走出了一条不同寻常的建筑之路，他的作品超越了科学、技术与艺术，以典雅洒脱之气，为我们的世界增添了一道又一道亮丽的风景线。
出生于20世纪50年代的卡拉特拉瓦，目睹了现代建筑的变革，经历了多元文化的洗礼，促使他重新思考着建筑的本质，从桥梁到建筑，从绘画到雕塑，无不表现出他对自然界深邃的理解，本文通过对卡拉特拉瓦的作品分析，从而研究建筑大师的基本设计观念。
一、作品解析1、建筑作品解析1.1 密尔沃基艺术博物馆卡拉特拉瓦的密尔沃基美术馆位于密执安湖畔，粼粼波光似乎是全球各地很多博物馆建筑不约而同偏爱的环境条件。
在美术馆旁边还有另外一个好的老的建筑，是沙里宁1957年设计的战争纪念馆。
为了尽情发掘地段环境与生俱来的优美潜力，卡拉特拉瓦把建筑放成了在水一方。
正对着地段西面，是当地的重要干道，林肯纪念大道。
卡拉特拉瓦沿着大道的方向新建起了一条拉索引桥，跨度长达73米，把人们的视线直接引导到了新建的建筑上来，笔直地正对着新美术馆的主要入口。
结构解析作业
对卡拉特拉瓦建筑结构形态的解析摘要:圣地亚哥·卡拉特拉瓦是20世纪少有的通才建筑师,他将工程师的理性与艺术家的浪漫完满的结合,形成了以运动、力和仿生建筑形式为主要创作理念的独特建筑语言。
他通过对技术的理解和运用,把建筑的结构美推向了前所未有的高度。
关键词:建筑的形态结构仿生运动形态圣地亚哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）是世界上最著名的创新建筑师之一，也是备受争议的建筑师。
卡拉特拉瓦以桥梁结构设计与艺术建筑闻名于世，他设计了威尼斯、都柏林、曼切斯特以及巴塞罗那的桥梁，也设计了里昂、里斯本、苏黎世的火车站。
卡拉特拉瓦拥有建筑师和工程师的双重身份，他对结构和建筑美学之间的互动有着准绳的掌握。
他认为美态能够由力学的工程设计表达出来，而大自然之中，林木虫鸟的形态美观，同时亦有着惊人的力学效率。
所以，他常常以大自然作为他设计时启发灵感的泉源。
他将工程师的理性与艺术家的浪漫完满的结合,形成了以运动、力和仿生建筑形式为主要创作理念的独特建筑语言。
他通过对技术的理解和运用,把建筑的结构美推向了前所未有的高度。
其建筑作品在结构形态构成上的两个特点,即理性的仿生演绎:逻辑的运动形态。
一、理性的仿生演绎在卡拉特拉瓦的设计方案中,建筑形式常常是作为一种基本的原始构思而产生的,而且这种原始构思往往从有机体转换而来。
卡拉特拉瓦认为,如果用非常复杂的概念来解释建筑那是非常荒唐的。
对此他的解释是-建筑同任何活体生物相比都简单得多,但是除此之外,还要确定内部关系,从力的平衡到实用的因素以及建筑物本身的美观问题。
卡拉特拉瓦应用在建筑物中的设计方法,可以解释为借鉴了仿生学的观点,即从生物形体中类推出来的。
在这个过程中,他将会释放一种能量,可以把每一个阶段的方案及工程设计的每一个细部都精确地根据原来的构思进行决定。
反之,我们从每一个构件可以推论到支配整体的技术法则,那就是方案的灵魂。
1、生命结构一:蔓生的植物卡拉特拉瓦的设计方案并非仅仅来自于基地的限制,而使更多的关注于建筑与整个城市生态系统的关系,以使建筑能有机地成为整体生态系统中的一员。
结构与建筑形态
结构与建筑形态摘要：论文在简要介绍西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦建筑设计思想的基础之上，深入解析了其仿生建筑作品，从中揭示出了结构与建筑形态之间的关系。
关键词：结构建筑形态仿生建筑Abstract: Based on the brief introduction to the architectural design thinking of the Spanish architect Santiago Calatrava, the thesis deeply analyzed the bionic architectural works, which reveals the relationship between architectural form and the structure.Key words:structurearchitectural formthe bionic architecture1.简评卡拉特拉瓦著名西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦的建筑作品对结构与建筑之间的关系做了绝好的解释，他对结构技术的运用使建筑设计脱离了一个纯粹的物质层面，向着更深的人文精神层面迈进。
有人说卡拉特拉瓦建筑作品的成功之处在于解决工程问题的同时也塑造了形态特征，进行了建筑创作。
他怀着对Master builder的偏爱，花费了14年的时间学习了美术、建筑、土木、城市规划和机械技术，涉猎广泛的丰富学历使他能自如地对建筑设计进行操作。
如果对于“麦拉特”、“托儿加”、“诺尔维”、“坎德拉”这些20世纪的结构巨匠来说，结构是由技术产生出的崭新的形态方法，而在卡拉特拉瓦那里，结构不单是解决技术问题的结果，更重要的是为了创造出美的建筑形态的艺术，并使结构本身成为一种无须隐蔽的表现力量。
从这种意义上来讲，卡拉特拉瓦的结构即是建筑形态，结构设计决定了他未来的建筑形象。
对于卡拉特拉瓦来说，一个新建筑的产生不仅仅是要解决一系列复杂的矛盾冲突，而是要寻找问题的根本所在，重新进行思考和解读。
论仿生学在卡拉特拉瓦建筑结构中的运用及影响
论仿生学在卡拉特拉瓦建筑结构中的运用及影响摘要：根据进化论的理论，现存的事物都是经过选择留下的优品，存在即为合理，这是因为生物在漫长的进化旅途中，已将将自己的身体进行了无数次的优化和顺应环境所做出的改变。
由于自身通过了优胜劣汰的生存法则的考验，才能具有近似完美的结构。
由于自然的结构、力学原理都经过时间的考验留存至今，所以很多设计师都从中得到灵感，将生物的特性运用到建筑结构设计中。
卡拉特拉瓦发现了其中的奥秘，他总是将许多自然界中的动、植物的形态运用到建筑结构设计中，他认为这些生物拥有着世界上最完美的结构比例和力学效率，从而赋予建筑一种更为具象的生命力。
关键词：卡拉特拉瓦仿生学自然主义建筑结构前言仿生学，源于自然又能够完美的应用于自身，从形态、结构、习惯甚至感受进行仿生的转化，从而形成一个有机的整体。
运用仿生学的建筑相比其他建筑来说总是更充满活力，生气勃勃，能够与景观环境气氛一致，给人们带来奇妙的视觉体验。
圣地亚哥•卡拉特拉瓦是难得拥有建筑师以及工程师两种身份的建筑设计师，他能够将理性与感性完美结合并融入到自己的设计中，将自己的理念与建筑的结构以及内部的空间进行完美的结合，所以人们常常拿他和扎哈•哈迪德作比较。
卡拉特拉瓦在作品中常常应用仿生形态，利用自然界中的花草木林，飞鸟走兽作为自己的创作灵感，将骨骼、树枝、手掌等作为仿生对象，将这些环境因素与自己的设计相融合，引发人们的很多联想。
由此，我们可以发现，仿生艺术对于建筑结构和形态有着无法言喻的深层次的，意义重大的影响。
一.卡拉特拉瓦建筑结构中仿生学的运用圣地亚哥•卡拉特拉瓦的设计颇为复杂，将艺术与科技结合，突破传统建筑中结构与美学的局限。
卡拉特拉瓦同时拥有着建筑师和工程师两个身份，这使得他对建筑的结构、空间和建筑美学有着深度的理解。
他强调建筑与其周围景观的的相互协调，从景观中“生出”建筑，促使建筑与景观环境联系加强，并且与环境语言统一，从而大大提升了整体性和美观性，却又不是单纯的模仿或者直接借用生物的外在形态。
技术的作用力_圣地亚哥_卡拉特拉瓦建筑形态解读
２ 仿生与形态
雕塑性的实验，２００５ 年他设计的瑞典马尔默市旋转大 厦（图 １３）终于将他的“脊柱”仿生学应用于实践。高
面。他认为建筑结构是相对静止的，结构是机动的或
卡拉特拉瓦除了对结构的无限忠实外，对仿生学 １９０ ｍ的旋转大厦用９个立方体组成，每个立方体顺时
者蕴涵着变形的能力。事实上，建筑结构从来就没真 更是情有独钟。卡拉特拉瓦的自然观与西方的“征服 针稍微扭转，总共扭转 ９０°，其外形别致而前卫，顶
没有拘泥于建筑设计，而是从环境和社会两个方面出 成了独有的建筑语言。 １９８３ 年杰克·斯特尔堡仓库 的意味，创造了独特的城市景观。如赛维亚科威特展
发，着眼于城市结构特点，提出了用一个长达 １３０ ｍ （图 ６ ）采用了 Ｖ 型箱梁的屋顶设计，这个已经申请 馆（图 １１），它的结构是可以上下活动的，像是一根根
卡拉特拉瓦重视结构技术对视觉的冲击力，“哥特建
图 １ ＢＣＥ 商业街 图２ 树状结构
华 中 建 筑 第 ２５ 卷 1/2007
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图３ 厄恩斯汀仓库大门开启过程
ａ
ｂ
ｃ
图４ ｐｆａｌｚｋｅｌｌｅｒ画廓
图 ６ 杰克·斯特尔堡仓库
图７ 自然写生
图５ 可折叠屋顶开启过程
ａ
ｂ
ｃ
190 华 中 建 筑 第 ２５ 卷 1 /2007
当代建筑创作实践及其创作理念
Creation Practice of the Contemporary Architecture and its Creation Ideas
技术的作用力
——圣地亚哥·卡拉特拉瓦建筑形态解读
Power of Technol ogy ----------- Analysis on Santiago Calatrava's Architecture Shape
简析卡拉特拉瓦创作思想
简析圣地亚哥▪卡拉特拉瓦的生态思想班级：建1101-2姓名：***学号：********指导教师：***在当今这个由专业化所统治的时代，卡拉特拉瓦凭着对自然、对人类的独特理解，始终如一地坚持自己的思想。
他打破了艺术、科学和技术之间，行为与反应之间，记忆与创造之间以及解题与创造奇迹之间的人为界限。
出生于20世纪50年代的卡拉特拉瓦目睹了现代建筑的变革，经历了多元文化的洗礼，促使他重新思考着设计的本质。
从桥梁到建筑，从绘画到雕塑，无不表现出他对自然界深邃的理解。
出于对自然地热爱，卡拉特拉瓦在作品中大量采用了仿生形态。
他说：“我对自然的最大兴趣在于它经久不变的次序，我对自然及对这个世界的观点就是建立这种次序观，自然界永远能产生新的解决办法，对这个问题可以找出新的答案，在动物界、植物界，都能引发最根本的哲理。
1、苏黎世斯达德霍芬火车站由卡拉特拉瓦设计的瑞士苏黎世斯达德霍芬火车站的主要受力构件被设计成张开的手指。
在这个设计中，有三个元素值得注意：即上层的平台、悬挑的展台和地下商业中心。
卡拉特拉瓦最初的设想会破毁城市肌理和附近的山地景色，所以在充分考虑了当地地形坡度后，他提出了一个开放性站台的设计。
由于施工现场收到约束，小山丘的一部分被挖掉。
失去的绿地被地上的平台取代，平台上再覆以植被。
平台的前缘是一排长5米，向后挑出的钢架，以4米的间距排列。
钢架之间绷着钢缆，上面爬满藤蔓植物后，便形成一条绿色走廊。
商业中心位于铁路之下，它的中央通道通过上面站台边缘的玻璃砖带采光。
2、里斯本东方车站卡拉特拉瓦把这个火车站的设计扩展为一个城市规划的命题。
他仔细整理了废弃港口的边边角角，建立了一个完善的交通枢纽，连接市际高速火车、普通客车、公共汽车、地下停车场以及城市轻轨线。
通过早现有铁路线上建车站，卡拉特拉瓦将一道以往分割住宅区的河堤变成了两者的联络线。
他把车站站台建在距地面11米的桥梁结构上，让原本与铁路垂直的一条大道从铁路下面通过并与整个车站建筑群有机地联系起来。
浅论圣地亚哥·卡拉特拉瓦理性主义建筑结构的意义与美学逻辑
浅论圣地亚哥卡拉特拉瓦理性主义建筑结构的意义与美学逻辑黄靖雅;徐安琪【摘要】本文在探讨建筑结构与形态关系的基础上,对西班牙建筑师圣地亚哥·卡拉特拉瓦的建筑理性主义思想进行深入分析,提出其建筑作品在结构形态构成上的四个特点,即浪漫的设计情怀、科学的力学分析、理性的生命演绎、逻辑的运动形态.从中得到进一步启示,其建筑作品中精彩的结构语义和逻辑美学正源自于其思想与技术的多重融合作用.【期刊名称】《产业与科技论坛》【年(卷),期】2013(012)004【总页数】2页(P141-142)【关键词】卡拉特拉瓦;建筑结构形态;情感直觉活动;优化结构;仿生构造;可动特征【作者】黄靖雅;徐安琪【作者单位】燕山大学建筑工程与力学学院建筑系【正文语种】中文卡拉特拉瓦建筑作品的成功之处在于在解决工程问题的同时也塑造了形态特征。
他对结构技术的运用使建筑的技术设计脱离了一个纯粹的物质层面，向着更深的人文精神层面迈进。
怀着对“Master builder”的偏爱，他花费14年的时间全面学习了美术、建筑、土木、城市规划和机械技术，涉猎广泛的丰富经历使他能自如地对建筑设计进行操作。
如果说对于麦拉特、托尔加、诺尔维、坎德拉这些20世纪的结构巨匠来说，结构是由技术产生出的崭新的形态方法，而在卡拉特拉瓦那里，结构就不单是解决技术问题的结果，更是为了创造出建筑形态的美艺术，并使结构本身成为一种无需隐蔽的表现力量。
一、浪漫的设计情怀——情感直觉活动论卡拉特拉瓦著名的情感直觉活动论把设计建筑看作是一种带有感情的创造过程，认为设计本身就是一种直觉的情感活动，不应当受到任何条框与理论的限制，而是一种纯粹的主观能动行为。
当卡拉特拉瓦在面对一个设计问题时，是否有一套特殊的理论或实务专门用于解决这些问题呢?笔者认为没有，他只是随着自己的灵感直接发挥，因为真正的艺术品不需要籍着深奥的理论来证明，也不必是某种推理过程的结果。
于是，这就使得他从追求新潮式样和风格的局限中解放出来。
卡拉特拉瓦
人形支撑
苏黎世斯达德霍芬车站
法国里昂机场的车站
• 倾斜拱
倾斜的拱结构充分考虑了扭矩的 作用，使得卡氏在解决桥梁结构 设计方案能更加自如的去把握桥 梁的造型。
毕尔巴鄂市内尔维翁河沃兰汀步行桥
卡拉特拉瓦
提纲： 1.人物介绍 2.结构美学策略 2.1 设计思想 2.2 力学优化 2.3 仿生策略 2.4 运动生成 3的力学模型 •“优化”的结构设计观
古典建筑的启示
卡氏的建筑结构设计多从西方古典建筑结构中 吸取灵感，它们都有着理性的结构形式。在卡 氏的许多作品中，有些结构构件类似于哥特式 的“四分肋骨拱”（束柱结构）体系。
贾克姆钢材仓库
• 箱梁系统
•去掉箱梁上Ｖ形网格中 的面状部分
使结构 更加 轻盈 （巴仁马特 文化中心）
•受拉的下弦保持直线 •轧形钢板从两侧加强
•用４根承受拉力的钢索 代替箱梁中的V形支撑面
巴仁马特文化中心音乐厅
人形支撑体能清楚的表达出力的传递传递过程和形式 • 法国里昂机场的铁路车站 许多酷似人体支撑的柱体结构构件相互交错，一起支撑着车站的敞廊。 苏黎世斯达德霍芬车站 借鉴了人体中张开的手的概念，如小顶棚、剖面底部地下空间的柱子 都是将手的形状倒置的形式。
哥特教堂
加拿大BCE广场
两个简单的力学模型
卡氏曾用两个玩具做成的力学模型来说明建 筑中受力构件的不同组合和排列方式均可达到建 筑结构中同样的受力要求。而建筑结构影响着空 间的形成和发展。
垂 直 受 力
平 行 受 力
两个用玩具做的力学模型
“优化”的结构设计观
•受压的上弦钢构件 呈斜拱性
解决了结构 体系问题 （贾克姆 钢材仓库）
建学1402-艾散江·奥布力艾散-对圣地亚哥·卡拉特拉瓦仿生结构设计的简析
对圣地亚哥·卡拉特拉瓦仿生结构设计的简析艾散江·奥布力艾散扬州大学建筑科学与工程学院 建学1402班摘要：圣地亚哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava ）是上个世纪很少出现的通才建筑师，他把工程师的理性思想与艺术家的浪漫气息成功结合，构成了以力、运动和仿生建筑方式为主要的建筑创作思想的特别建筑语言。
他通过对技术的认识和使用，推动建筑的结构美到了以前所未有的高度。
他的仿生结构设计思想方法总结起来大致有以下两种，一种是人体仿生，如模仿人的眼睛、手掌、骨架等人体结构；第二种是自然仿生，如模仿植物体的分岔平衡生长机制、动物体的关节和骨架等。
他不是直接模仿生物体的形式，反而更多是用理性的几何眼光去透析结构基本原理，开发出崭新的建筑结构形体。
关键词：圣地亚哥·卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava ），仿生，结构形体设计Simple Analysis Of the Bionic Structure Design Of Santiago Calatrava.HASANJAN ·OBULHASANCollege of Architecture and Engineering, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu, ChinaAbstract:Santiago Calatrava is a rare generalist architect in last Century.He combines the rational thought of the engineer with the artist's romantic atmospheresuccessfullyand forms a unique architectural language with the main idea of motion, force and bionic architectureHe pushed the structural beauty of the building to an unprecedented height with his understanding and application of technology.His bionic structure design is summed up in two kinds, one is the human body, such as the imitation of the eyes, the palm, spine and other structures, the another isthe natural bionic, such as the imitation of the plant's bifurcation balance growth mechanism, animal joints and bones, etc.His imitation is not a direct imitation of the style of the living body, more is to analyze the structure of the principle of the structure, to develop of new form ofbuilding structure.Key words: Santiago Calatrava,Bionic,Structural body design1背景与问题圣地亚哥·卡拉特拉瓦简介[1]圣地亚哥·卡拉特拉瓦1951年出生在位于西班牙的巴伦西亚的贝尼马米特。
卡拉特拉瓦仿生大跨空间建筑的力学特征
浅析卡拉特拉瓦仿生大跨空间建筑的力学特征摘要：本文主要介绍仿生大跨空间建筑的结构体系，并结合西班牙建筑师卡拉特拉瓦的建筑，对其材料选用和力学特征进行分析，阐述了骨架体系、蒙皮体系和组合体系的特点，结合实例，加深对仿生大跨的印象。
abstract： this paper mainly introduces the structure system of bionic long-span spatial architecture， and combining with the spanish architect calatrava’s architecture， analyzes its material selection and mechanical characteristics， expounds the skeleton system， skin system，and the characteristics of the composite system. combined with the instance， it deepens the impression of bionic large-span.关键词：仿生；复合材料；骨架体系；蒙皮体系key words： bionic；composite materials；skeleton system；skin system中图分类号：tu3 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）22-0132-021 概述建筑仿生学凭借自身一些相对独立的特征，在建筑中得到应用。
将建筑仿生学应用到现代的建筑中去，不仅是建筑物的外形与某些生物相似，更重要的是使得建筑物具备生物的某些功能和特征。
建筑仿生学的研究对象是某些生物体的功能组织和形象构成规律，进而丰富和完善建筑的处理手法，形成建筑形体结构和城市布局体系。
西班牙建筑大师卡拉特拉瓦十分重视建筑的“骨骼”，其中结构形态与建筑形态实现了高度的统一。
卡拉特拉瓦简介及其作品介绍教学内容
Name ：高忠文 Student number：1505301055 Class and grade ：环艺2班
生建 平筑 及师 其卡 作拉 品特 介拉 绍瓦
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圣地亚哥·卡拉特拉瓦简介 1951年7月28日，圣地亚哥·卡拉特拉瓦出生于西班牙巴伦西亚 附近的Benimamet 1975 年来到苏黎世联邦理工大学（ ETH ）攻读土木工程专业 的研究生课程。 1979 年，他获得博士学位 1984 年，他为巴塞罗那奥运会设计了 Bach de Roda Bridge 大 桥
艺术科学城这项大工程，就是在干河的河床， 包括科学博物馆 （Museo de las Ciencias "Principe Felipe"）、海洋世界、 歌剧 院(2006年仍在兴建中)、公园等。 这个地区原本属于城市边缘， 尚未完全开发，但是因为艺术科学城的兴建，带动当地经济、旅 游、房地产等快速发展，成为瓦伦西亚市新的高级住宅区、重要 观光景点。科学艺术城对面也盖起了大型的结合高级旅馆的购物 中心Aqua，以及西班牙最大的连锁百货公司“英式剪裁”(El Corte Ingles)的新馆。在艺术科学城的另一边，原本就是家乐福 大型购物中心，结合电影院及精品街，现在更是人潮不断。这项 大工程的兴建，除了展现瓦伦西亚市这个商业古都的经济实力之 外，也证明了艺术、美感、 创新的建筑，不但提升一个城市的 文化水准、观光地位， 更能实质大幅提高城市的经济繁荣及增 加工作机会。
雅典奥运会主场馆由已有二十年历史的旧场馆加建而成。由于雅典奥运会是在 酷热的盛夏举行，为了使大部分观众能舒适地欣赏比赛，把有盖座位尽量增加成 为改建的主要目标。设计主要是在原场馆上加上两条长304公尺，高80公尺的大 型拱梁，再用钢缆拉起总面积超过10000平方公尺，总重量16000吨的纤维板 屋顶。这能容纳超过70000人的场馆改建之后，有盖座位由35%增加至95%， 与2000年悉尼奥运会当时全新兴建以空间构架（Space Frame）为主结构的场 馆比较，雅典场馆虽然座位较少，但这些拱梁和屋顶结构的形态，却显然有着欧 洲式的优雅。
卡拉特拉瓦
建筑风格
卡拉特拉瓦的作品在解决工程问题的同时也塑造了形态特征，这就是： 自由曲线的流动、组织构成的形式及结构自身的逻辑。运动贯穿了这样的 结构形态，它不仅体现在整个结构构成上，也潜移默化于每个细节中。
建筑风格
在他其他作品里也能看到 惯有的动感通透的流线造型
明日博物馆
明日博 物馆结合了大 型活动翼和外 立面结构的悬 臂式屋顶延伸 的长度几乎与 整个码头相当， 强调了朝向瓜 纳巴拉海湾的 延伸性。 建筑下的 倒影池，用来 过滤水，水从 海湾汲取然后 从码头的另一 端排掉——让 游客觉得整个 博物馆轻盈飘 然。
密尔沃基
密尔沃基艺术博物馆博物馆整体面积31700平方米，现在 所看到的通体洁白的部分，实际上是在老博物馆基础上的扩建 工程，于2001年完成并开馆。
博物馆临水 而建，不难想象， 四季里洁白的建 筑被环绕的蓝天 白雪绿地花坛所 簇拥，在波光粼 粼的湖水衬托下， 犹如一幅诗画。
博物馆分析
门厅以内的室内空间，更是几乎通身纯白的格局，而遮阳板设计上那一丝纤巧的痕迹则荡然无 存了。早在1983年设计苏黎世的一个火车站的时候，卡拉特拉瓦就 已经充分开掘了混凝土结构的 雕塑表现力，用最简单、最朴实的结构功能，造就了极其雅致而壮丽的美。由于混凝土的拱远远伸 出的个端正好为展廊托出了檐口，因 此展廊里能照得到的，基本上只是室外地面反射回来的漫射光， 既能保证足够的自然采光，又避免了阳光直射对藏品的破坏。
圣地亚哥·卡拉特拉瓦 Santiago Calatrava
圣地亚哥·卡拉特 拉瓦1951年生于西班 牙巴伦西亚市， 先后 在巴伦西亚建筑学院 和瑞士联邦工业学院 就读，并在苏黎世成 立了自己的建筑师事 务所。卡拉特拉瓦的 重要贡献在于他所提 出的当代设计思维与 实践的模式。他 的作 品让我们的思维变得 更开阔、更深刻，让 我们更多地理解我们 的世界。他的作品在 解决工程问题的同时 也塑造了形态特征， 这就是：自由曲线的 流动、组织构成 的形 式及结构自身的逻辑。 而运动贯穿了这样的 结构形态，它不仅体 现在整个结构构成上， 也潜移默化于每个细 节中。
卡拉特拉瓦的建筑例析
卡拉特拉瓦的建筑例析西班牙建筑师卡拉特拉瓦是一位集建筑师、结构工程师、艺术家为一身的设计大师，其作品往往同时兼备结构逻辑与形式美感双重特质。
由于其独特的时代与求学背景，卡拉特拉瓦对建筑学、结构工程学与美学都有独特的见解与诠释。
其作品在解决工程问题的同时也塑造了流动自然的形态特征。
在建筑学、建筑结构、建筑材料等专业细分越发明显的现代，卡拉特拉瓦以其跨学科的设计思维与实践模式成为独树一帜的现代建筑大师。
1多元文化融合--卡拉特拉瓦的成长经历1.1幼年异国生活的文化熏陶1951年，圣地亚哥·卡拉特拉瓦出生在西班牙巴伦西亚，从小就被送艺术与工艺学校接受正规绘画等艺术教育，积累了艺术基础，成长经历中各地求学背景带给让他早早便接触了各国伟大艺术作品和丰富多彩的异国文化，这些这也不难解释为什么卡拉特拉瓦后来的建筑设计作品中一直存在着某种多元文化交融的建筑设计风格。
1.2 青年时代社会变革的影响随着七十年代西班牙弗朗哥的独裁统治瓦解，西班牙建筑界也开始出现重回繁荣，西班牙建筑师开始反思挣脱现代主义建筑功能至上的桎梏，身处其中的卡拉特拉瓦也受到这股解放思想风气的影响，在紧跟外部世界发展脚步的同时也保持了西班牙建筑师一贯的艺术气息，从而给世界带来个性鲜明的卡拉特拉瓦风格建筑。
1.3.跨学科学习经历培养综合能力二十世纪70年代，卡拉特拉瓦完成在巴伦西亚工艺美术学校的课程后，出于对土木工程与规划设计专业的兴趣，卡拉特拉瓦于同年赴苏黎世联邦理工学院继续深造。
在ETH学习期间，他继续巩固自身理论体系，完成了一系列以“金属与石头”为题材的雕塑，并在欧洲成功的举办了巡回展。
1981 年，他用两年时间完成了题为《空间结构的可折叠性》的跨学科博士论文，这篇论文成为他日后建筑创作最根本、最实用的工具。
从此开始，卡拉特拉瓦的设计理论逐渐丰富，设计手法越发明显，由此开始了他的建筑大师之路。
卡拉特拉瓦在幼年接受到的艺术教育，成年后全面系统的学习城市规划、建筑技术、机械等求学经历，为他职业生涯打下坚固基础，没有这些丰富多彩的跨学科求学经历，也没有后来那些精致又富有结构逻辑的近乎艺术的建筑作品。
圣地亚哥.卡拉特拉瓦
建筑作品
—————————————— Valencia science city
歌剧院（索菲娅王后大剧院）
巴伦西亚科学城
（Valencia science city）
建筑作品
—————————————— Valencia science city
歌剧院（索菲娅王后大剧院）
巴伦西亚科学城
（Valencia science city）
建筑作品
—————————————— Valencia science city
歌剧院（索菲娅王后大剧院）
巴伦西亚科学城
（Valencia science city）
建筑作品
—————————————— Valencia science city
卡拉特拉瓦做了许多与运动相关的研究，除了
对运动趋势的分析’还包括人体器官、肌肉的
运动方式研究，研究主要针对的运动方式是
“折叠”。 “折叠”的概念对卡拉特拉瓦的建 筑影响很深，以此为基础，他提出了“空间框 架的可折叠性”理论，这一理论简单的说就是
如何将一个三维的空间框架结构经过不断折叠， 由三维结构转化为一维结构，它表明许多复杂 的、极具表现力的空间形式是可以通过理性、 几何的手段来实现， 在这里“建筑是人作为一 种可变形的机械装置去看待，非常符合钢结构
1、“美”源于自然：卡拉特拉瓦崇拜自然将自然视为建筑创作的源泉， 他不但试图从中发现美的原则，还进行了大量有关生物生长性状的研究， 从中寻找建筑形态的仿生联系。
2、“美”源于运动：这就是他从自然中找到的答案，卡拉特拉瓦认为运
动是自然界最普遍的存在方式是美的根源，卡拉特拉瓦理解的运动首先是
一种普遍而深刻的运动趋势，重力作用下的下落趋势，地球上的任何物体
建筑结构仿生
建筑结构仿生建筑结构仿生工程师尝试在结构仿生方面，先进的工程师们在近几十年来已取得了非凡的成就，他们比建筑师更善于观察自然界的一切生态规律，已应用现代技术创造了一系列崭新的仿生结构体系。
从一滴水珠和一个蛋壳看到了其自由抛物线型曲面的张力与薄壁高强的性能；从一片树叶的叶脉发现了其交叉网状的支撑组织肌理，这些对建筑结构的创新设计都是十分有益的启示。
1947—1949年意大利结构工程师奈尔维和建筑师巴托利（Nervi and Bartoli）设计的意大利都灵展览馆的巨形拱顶就是仿叶脉肌理而建造起来的，混凝土骨架和玻璃格组成的拱顶宽93.6m，长75m.奈尔维和维特罗西（A.Vitelozzi）于1957年建造的罗马奥运会小体育宫，半圆形弯顶直径60m，内部采用了钢筋混凝土网格的结构系统，就是受葵花的启发，不仅用材经济，受力合理，而且创造了内部装饰新颖的效果。
小体育宫的外部则从人类腿骨的受力分析中得到启示，创造了一圈丫形支撑体系，使空间结构与建筑艺术形式的虚实结合达到了完美的统一。
1960年奈尔维又建成了罗马奥运会的大体育宫，半圆形弯顶直径达到98.4m，可容纳16000观众，内部采用放射形拱肋的构造形式支撑着上部的混凝土弯顶，顶厚只有6cm.同部看去既象一朵花，也象是密密麻麻的叶脉网，成功地使现代技术与使用功能、装饰艺术达到有机的结合。
对比公元120—124年建成的罗马万神庙，半圆形弯顶直径为43.2m，混凝土厚度则为1.2m，这充分说明了建筑技术运用仿生原理所取得的巨大进步。
奈尔维既是一位闻名遐迩的结构工程师，也是一位卓越的建筑师，他的创造性在很大程度上就是得益于向自然界学习。
美国结构工程师富勒（Buckminster Fuller）是另一位有创造性的人物。
他从自然界中的结晶体与蜂窝的棱形结构中获得启示，创造了一系列惊人的大空间结构作品。
1958年他在美国巴吞鲁日（Baton Rouge，LA）建造的联合油罐车公司的巨大弯顶，直径达115.2m，就是应用晶体结构的原理建造的。
卡拉特拉瓦仿生空间结构可折叠性研究
【城市建筑研究】一、成长背景(一)一本书的吸引卡拉特拉瓦的小学和中学是在他的出生地巴伦西亚附近读的。
1959年开始，他在美术和工艺学校开始了绘画的正式学习。
当他13岁的时候，他的家人利用了佛朗哥和西班牙的边境开放的优势，把他作为交换生送到了法国。
高中毕业后，他去巴黎进入美术学校，但是到了1968年5月，法国学生起义运动来到了巴黎，卡拉特拉瓦回到了巴伦西亚，被一本色彩鲜艳的书吸引住了，而他早期对建筑的兴趣就是源于这一本柯布西耶的小书。
这本小书上独特而又神秘的美感深深地吸引了他，这种无与伦比、与众不同的新奇感将他从艺术推向建筑领域。
柯布西耶的这本书改变了他本来要读艺术学院的想法，而选择了建筑专业。
卡拉特拉瓦进入巴伦西亚理工大学，在那里获得了建筑学的学位并成为城市主义专业的研究生。
(二)仿生的初探———自由对仿生的发现是来自于卡拉特拉瓦对生活中的事物的非同他人的看法。
2005年在纽约大都会艺术博物馆举办的艺术和建筑展览时，卡拉特拉瓦说：“我认为负责的馆长Gary Tinterow了解我的作品的特质，因为他把展览的名字命名为‘雕塑感’，而不是相反；建筑评论家们通常对我的作品感到迷惑不解。
”卡拉特拉瓦对于仿生的探索源于对雕塑艺术思维自由的领会。
他说：“在雕塑中，我使用了球体和立方体，这与我的工程学知识有关。
它是一件雕塑，使人产生了转向躯干（扭转大厦，马尔默，瑞典，1999－2004）。
”单纯几何与工程学知识形成了仿生的结构，因为仿生并不是单纯地仿照生物的形态，还需考虑到物体的结构。
相对于弗兰克·盖里（图1）或弗兰克·斯特拉（图2）作品中具有雕塑感的自由。
在卡拉特拉瓦的作品中，有一种存在愉悦的自由，它总是以数学为基础（图3），有一种独特的秩序美，又加上仿生化，给人带来雕塑感的同时似乎还蕴含着别的韵味。
卡拉特拉瓦一直不喜欢艺术画廊，几乎从来没有展示过他的作品。
他认为：“事实上我从艺术家那里得到的反应是非常积极的。
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卡拉特拉瓦为什么会选择“鸟”作为火车站的外形呢？ 其实早在车站招标方案开始的 10 年多前，这只鸟的雏 形就已经出现在他的脑海中，并且还亲手把这个想法塑 造成了一个金属的雕塑。
卡拉特拉瓦的许多作品设计灵感都 来源于大自然、动物的脊椎、羽毛， 还有贝壳，他甚至把人的肢体语言 和谐地运用到建筑中。他认为大自 然中的林木虫鸟，有着让人惊讶的 力学美。
鸟的轮廓是建筑的外形，虫类的骨 骼和表皮的形状以及纹路被抽象出 来当做天顶和墙面的装饰，他充分 利用了动物骨架的结构原理，用静 态的表现方式赋予了这个车站飞翔 的动态美。
从法国里昂往东南方向行驶大 约 30 公里，有一座火车站沙 特拉斯火车站。它声名远播， 不仅因为它是欧洲最为现代化 的火车站之一，更因为它极具 独特表现力的外形构造。
当时的里昂市政厅想借此机会， 在这里建一座火车站，进一步 改善铁路交通状况，把里昂融 入高速铁路网，而建成后的火 车站，将成为里昂的又一个标 志性建筑。
江峰 李羊 张之震
他，是大自然的门徒； 用材料堆砌出鸟儿的房子。
他曾一心建桥。因材所有的建筑都有了桥的影子。
他 迷 恋 万 物 的 动 态 美 。
为建筑插上飞翔的翅膀
他用无视结构规则的曲线。
将 建 筑 引 向 没 有 重 力 的 天 空 。
让建 我筑 们苍 一穹 同下 追， 寻卡 他拉 穹特 顶拉 天瓦 使 的 轨 迹 。
据说卡拉特拉瓦除了做设计，他最 大的爱好就是趴在桌上观察狗的骨 架和腿的活动支撑，也会到野外观 察自然生物的结构肌理，然后将这 些发现运用到自己的设计当中，这 就是建筑当中的仿生学。 卡拉特拉 瓦觉得如果用非常复杂的概念来解 释建筑那是非常荒唐的，对此他的 解释是建筑同任何活体生物相比都 简单得多，但除此之外，还要确定 内部关系，从力的平衡到实用的因 素以及建筑物本身的美观问题。从 这个意义上来讲，他认为建筑只是 一个简单的内部次序的体现。
其实，卡拉特拉瓦，是一个希望从自然界寻找设计灵感的设计师。他设 计的很多作品的外形，很多都是以自然界的形。 比如科威特的科技博览中心外形，交叉的双手。
多伦多的BCE商业街，顶棚被设计成树林。
叛逆的造型、特殊的墙面设 计，一反传统车站的设计规 律，整个大厅的结构都由拱 架支撑，鸟冠被固定在两个 内置的拱架上，墙面用大量 的钢筋作为支撑，相互衔接 起来，形成对称而繁复的几 何图案。
他会到野外去观察自然生物的结构肌理。然后运用到设计中，这就是他的结构仿生学。
卡拉特拉瓦说: “我知道我 是在为该区设计一个非常重 要的建筑，它将注定成为这 个区的大门。我个人觉得要 进行原创，首先得花时间进 行研究。我在雕塑和绘画中 找到了表现办法，并用这种 办法创造了穿越雕塑和建筑 界限方面最原创的一种语言。 在这个拥有草地、绿树还有 小山丘的车站将用什么建筑 当标志呢，这使我想出了 ‘鸟’的创意。”