1 建筑技术发展概论

上两图所示，在以石头作为建筑材料的时代，哪怕是最 简单的拱形结构－－三角拱也要比梁可以跨越更大的空 间。
圆碹、筒形拱无疑比三角拱又优越得多，但这种结构有 较大的水平推力，反映在平面上相应的要有两条相互平 行的厚墙来承担拱的重力和水平推力。
汉诺威世博会日本馆
坂茂
第一章、历史的视角
第三节：与上帝沟通－－（Gothic）




拱式结构是受轴向力为主的结构，这对于混凝土、砖、 石等抗压强度较高的材料是十分适宜的。我们知道， 当构件截面上承受均匀的应力作用（轴向拉力或压力 作用），材料的利用效率最高，往往形成性能良好的 结构体系。 拱结构是使构件摆脱弯曲变形的一种突破性发展，它 为抗压性能好的材料提供了一种理想的结构形式。 一般条件下，拱截面上的弯矩小于相同条件下简支梁 截面上的弯矩，拱截面上的剪力也小于相同条件下简 支梁上的剪力，这是拱式结构比梁式结构受力合理的 地方。 但是我们也必须注意到，拱式结构中有较大的支座水 平推力。

哥特教堂的内部空间就是由许多个拱勒结构连接在一 起组成的，共三跨，中央高两侧低，由于是柱墩承重， 因而三跨之间的空间可以相互连通成一体。

拱顶部分的荷重经柱墩传至地面，其水平向外的推力 则由飞券和飞扶壁来平衡。
第四节：德国的木桁架建筑 在德国的小城镇和乡村，经常 可以看到墙壁为格子状的老房子。 粗粗一看，会误以为那些木格子只 是一种装饰图案，其实不然。这些 裸露于外墙的木架构成或简洁或繁 复的几何图案，看起来赏心悦目， 但是木架的更重要的作用在于构成 整座房屋的框架。这种房屋叫做木 桁架建筑。

水晶宫气势恢弘，它有125米长、60米宽、高度也达到了22米。在 整座建筑中，只用了铁、木、玻璃三种材料，施工从1850年8月开 始，到1851年5月1日结束，总共花了不到9个月时间便全部装配完 毕。“水晶宫”的出现曾轰动一时，人们惊奇地认为这是建筑工 程的奇迹。

继水晶宫之后，1889年的巴黎世界博览会让人们领略到了当时最 大的跨度与最高的高度。机械馆巨大的门形框架，铰接于基础和 顶部，跨度达到了空前的120米。高度上的冠军当然是埃菲尔铁塔 （Eiffel Tower），达324.8米，迄今仍耸立在巴黎的中轴线上。

哥特式建筑的基本特征，是结构上使用飞券、尖拱与 加勒穹顶。


拱门和加勒穹顶将每一跨度内的垂直荷载都集中于简 单的几个点上，这样就可以用柱子作为主要的承重结 构。 与主结构分离的飞券，支撑着结构的侧向荷载。承担 荷载的厚重墙体变得多余，柱子之间可以自由的设计 成窗户。
巴黎圣母院（1163～1345）
特吉巴奥文化中心 伦佐 · 皮亚诺


建筑材料、结构、施工技术和建筑设备是建筑的物质 技术要素。 新材料的出现、力学的发展，引起了建筑结构的变化， 很大程度上推动了建筑历史的发展。逐渐成熟的建筑 技术，使更大型的、更复杂的结构得以实现。而历史 上每出现一种新结构，都为空间形式的发展开辟了新 的可能性，使建筑的面貌为之一新。



在哥特式教堂建筑中，尺度是决定性的特征。 埃米大教堂（Amiens,1220~1270）有7000多平方米， 足以容下当时全城的人口。 斯特拉斯堡大教堂（Strasbourg,1245~1275）有40层 楼高。
Strasbourg,1245~1275


从罗马建筑到哥特建筑，经历着一个漫长的历史时期， 在这期间拱形结构也有很大的变化和发展，这主要表 现为由罗马时期盛行的筒形拱逐渐演变为交叉拱，直 至最后发展成为哥特式的尖拱拱勒结构。 这种结构不仅本身轻巧，而且全部荷重又集中于四角， 这就给空间组合创造了许多有利条件。

所谓桁架，就是以特定的方式构成方形或者三角形的一组构件(如 梁、杆、条)，用以构成一个刚性构架，可以在大面积上支承荷载， 当桁架受到外力时，如果没有一个或更多的构件变形，整个结构 就不会变形。由于建筑方法和材料的限制，桁架建筑一般不会很 高大，多见于普通民居。
早在十二世纪德国人就已经开始建造木桁架建筑 ，直到今天德国 境内还有两百五十多万座木桁架建筑保存完好。
哥特式建筑由于运用复合飞券 （flying buttress）达到了很高的 高度，哥特式教堂从周围环境中脱 颖而出，在天空构成了复杂优美的 轮廓线。 飞券结构产生，它支撑结构的重量， 使墙变薄，窗可以在墙上任意设置。 教堂内部修长的柱子一直通上不可 思议的高度，朦胧的日光透过饰有 彩色花纹的天窗玻璃照射进来，这 一切使人感到恍如远离尘世。

希腊建筑广泛采用梁柱结构，而罗马建筑则擅用墙体和拱券。由 砖和小石块砌筑成的墙可以达到更大的高度，通过半圆拱的连接， 房屋的开间几乎没有任何尺度上的限制。
罗马万神庙是古罗马穹顶技术的最高代表。穹顶直径达43.3米，顶 端高度也是43.3米。

由于开始使用混凝土材料，庞大的结构可以很轻易的 实现。此时经典的柱式经过变化，仅仅成为石质墙体 表面的一种装饰。



传统建筑主要是通过体块、形式、空间、细部等来表达，材料更 多的是作为功能性的结构材料（没有美学、质感、特性）及围护 结构材料而存在。 随着科技的发展，建筑突破了结构及技术的束缚，一些建筑中的 材料逐渐从隐形的功能材料变为显性的表现材料，甚至成为建筑 形式的主要表现元素。 从设计方法论角度来看，传统的：体型、构成、立面、空间等建 筑表现手法已慢慢穷尽，以材料和构造为突破点正逐渐成为建筑 设计特别是形式设计中的另外一种重要的语言。

近代钢筋混凝土梁板，是由两种材料组合在一起而共同作用的， 由于较充分的发挥了混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力，因而 是一种比较理想的抗弯构件。
第二节：罗马帝国建筑
罗马时期造的建技术，与希腊时期的已 经明显不同，这使得罗马人可以自由运用 过街楼、大型公共浴室以及平民住房来控 制城市景观。
古罗马卡瑞卡拉浴场
第一章、历史的视角
第六节：硬汉子－－混凝土结构 法国从18世纪晚期开始重新使用混凝 土，至19世纪中叶，已经普遍用于基础与 楼板结构。混凝土是砂、碎石与水泥的混 合物，它的受压性能良好，可以承担很大 的垂直荷载。通过实验证明，混凝土加入 铸铁（以后又使用钢筋），可以使材料的 抗压与抗拉性能大大的改善，而且防火效 果也不错。 真正的突破，产生于另一位法国人埃内比 克解决了梁柱的连接问题。他使用可以弯 曲成各种角度的圆钢筋，使构件形成整体 交接，这种构造是建造大型框架结构的基 础。埃内比克的名字很快在全欧洲成为钢 筋混凝土的代名词。


什罗郡（Shropshire）的皮奇福德宅邸（Pitchford,1560）是保 存的最好的伊丽莎白时期“黑白”风格的建筑之一。 当时的城镇建筑通常是木结构的房屋，带防潮结构（第一层高出 地坪）。



桁架结构是指由若干直杆在其两端用铰连接而成的结 构。在古代，已有用木材做成各种形式的构架作为屋 顶及房屋结构的，但是符合力学原理的新型桁架的出 现却是近代的事。 桁架结构的最大特点是：把整体受弯转化为局部构件 的受压或受拉，从而有效的发挥出材料的潜力并增大 结构的跨度。 桁架结构虽然可以跨越较大的空间，但是由于它本身 具有一定的高度，而且上弦一般又呈两坡或曲线的形 式，所以一般适合于当作屋顶结构。

值得一提的是，公元前220 年～公元前180 年，希腊各城邦开始实 施城市规划。以弗所（Ephesus）和米利都（Miletus）因市场杂 乱被捣毁，以干净的广场取代。
Miletus
Ephesus



从以上的内容我们可以看到，以墙和柱承重的梁板结构体系，是 一种既古老又年轻的结构体系。早在公元前两千多年的古埃及建 筑和古希腊建筑中就已经得到了广泛的应用，直到应用到今天。 古埃及、古西亚建筑所采用的结构方法，是石梁柱（墙）结构。 天然石材自重大、抗弯性能很弱，不可能跨越较大的空间，使内 部空间局促拥塞，柱子林立。 古希腊神庙的屋顶结构，采用木梁代替石梁，而木材本身的自重 较轻且抗弯性能比石料好，因此可以比石梁跨越更大的空间，与 埃及神庙相比，希腊神庙显然要开敞、明快一些。
建筑学院建筑设计教研室
运用我们已有的材料和施工方法是理所当然 的，但是也应当持续不断地努力改造它们， 当然不是盲目…….我们这个时代的建筑必然 会塑造出它本身(的材料和施工方法)，即使 非常缓慢：它的路线会变得越来越清晰。
——勒·柯布西耶
建筑技术概论
课程目的：从建筑设计创新以及方法论的角度研究建 筑材料、建筑构造，通过对具体材料特性、形式的产 生、具体构造和实例分析，拓宽设计思路、丰富建筑 设计的语言。 学习要求：内容讲授、课外学习及课内讨论相结合， 理论联系实际，注重研究方法的分析。 注重最新研究动态与最新案例；积极进行课外学习， 积极参与课内陈述与讨论，完成与本课程密切相关的 课程论文1篇。 课程考核：平时成绩30%，小组讨论表现20%，课程论文50%
下图所示为各种形式的桁架结构，在这些桁架中所有的杆 件均不受弯，而只受压或受拉。 另外，不论是何种形式的桁架，均由各种形式的小三角形 所组成，因而从理论上讲都具有刚性而不会变形。
第五节：钢铁和玻璃时代
甚为关注建筑风格的建筑师，不会急 于接受新建筑技术带来的各种可能性。首 先发展新材料的结构用途并为钢铁的潜力 所激动的是工程师。 帕克斯顿（Paxton）1851年为伦敦世界博 览会设计的水晶宫（Crystal Palace）， 施工共耗时九个月。它是钢铁建筑的先锋， 同时开创了现场组装预制件施工方法的先 河。
1.建筑技术发展概论
建筑技术概论


绪论
古今中外的建筑史就是一部建筑科学技术与社会文化发展史。 建筑的最初功能在于满足人类遮蔽风雨以及寻求舒适的基本需要。 不同的文化产生出了不同种类的建筑。起初是不同的气候条件， 继而是不同的宗教信仰和经济体系，通过使用当地最容易得到的 建筑材料，逐渐塑造出不同的“传统”和具有地方特色的建筑风 格。