建筑穹頂發(fā)展

古典建筑之美——建筑穹頂建筑穹頂發(fā)展第1頁目錄catalogue穹頂建筑發(fā)展及演變穹頂建筑實例分析穹頂建筑觀賞建筑穹頂發(fā)展第2頁穹頂建筑緣起——拱券技術(shù)拱券之于古代西方建筑作用就像斗拱之于中國建筑。都是兩種體系中最精華部分。古代東西方都無法造出寬大平屋頂原因就是沒有找到能夠支撐巨大平屋頂結(jié)構(gòu)體系或者材料。于是古代中國人用梁柱框架加斗拱營造巨型大坡木屋。古代西方人用拱券結(jié)構(gòu)建造他們宏偉恒久穹窿石屋。拱券是一個建筑結(jié)構(gòu)。簡稱拱，或券，又稱券洞、法圈、法券。它除了豎向荷重時含有良好承重特征外，還起著裝飾美化作用。其外形為圓弧狀，因為各種建筑類型不一樣，拱券形式略有改變。半圓形拱券為古羅馬建筑主要特征，尖形拱券則為哥特式建筑特征，而伊斯蘭建筑拱券則有尖形、馬蹄形、弓形、三葉形、復(fù)葉形和鐘乳形等各種，拱券結(jié)構(gòu)是羅馬最大成就之一。建筑穹頂發(fā)展第3頁發(fā)展背景

新材料新技術(shù)出現(xiàn)，能夠促進(jìn)建筑發(fā)展。羅馬人在長久建筑實踐過程中發(fā)覺火山噴發(fā)出來灰塵，在這之中夾雜著石灰和碎石，經(jīng)過水澆之后，產(chǎn)生了板結(jié)現(xiàn)象，十分堅固，而且不透水。伴隨混凝土出現(xiàn)，人們利用這種新材料建造出了大跨度拱券和拱頂，也逐步代替了石塊在建筑中利用。伴隨拱券、穹窿這些新技術(shù)出現(xiàn)，設(shè)計師能功效愈加自由靈活進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計出跨度更大空間結(jié)構(gòu)，這是古希臘建筑中梁板結(jié)構(gòu)所不能比擬。建筑穹頂發(fā)展第4頁古羅馬時期拱券主要有三種形式：1.筒形拱2.交叉拱建筑穹頂發(fā)展第5頁3.穹窿

穹窿是拱旋轉(zhuǎn)一圈形成結(jié)構(gòu)。一個建筑結(jié)構(gòu)，又稱穹頂、拱頂、圓頂，常指寬大廳堂上空所修筑成圓球形和多邊曲面屋頂蓋，有中央留有圓洞供采光用。它是古羅馬建筑和文藝復(fù)興時期建筑主要造型特征。內(nèi)表面呈半球形或近乎半球形多面曲面體頂蓋，古代多用磚、石、土坯砌筑。穹窿，文藝復(fù)興時成熟，巴洛克以后繁榮建筑穹頂發(fā)展第6頁建筑穹頂發(fā)展第7頁1.、古羅馬時期——拱普及，交叉拱、十字拱大發(fā)展

拱券結(jié)構(gòu)是羅馬最大成就之一。利用筒拱、交叉拱、十字拱、穹隆和拱券平衡技術(shù)，創(chuàng)造出拱券覆蓋單一空間，單向縱深空間，序列式組合空間等各種建筑形式。創(chuàng)造出一整套復(fù)雜拱頂體系。以萬神廟（又叫潘泰翁pantheon）為例，是單一空間、集中式構(gòu)圖建筑代表，也是羅馬穹頂技術(shù)最高代表。其平面與剖面內(nèi)徑都是43.3m，頂部有直徑8.9m圓洞。利用筒拱、交叉拱、十字拱、穹隆和拱券平衡技術(shù)，創(chuàng)造出拱券覆蓋單一空間，單向縱深空間，序列式組合空間。建筑穹頂發(fā)展第8頁建筑穹頂發(fā)展第9頁古羅馬巴西利卡拉丁十字巴西利卡巴西利卡:長方形大廳縱向柱子劃分為幾長條空間中廳高，兩側(cè)高窗采光建筑穹頂發(fā)展第10頁建筑穹頂發(fā)展第11頁建筑穹頂發(fā)展第12頁建筑穹頂發(fā)展第13頁2、拜占廷時期（4-15世紀(jì)，地中海東部地域）——穹頂相對到達(dá)鼎盛發(fā)展了古羅馬穹頂結(jié)構(gòu)和集中式形制，帆拱、鼓座、穹頂相結(jié)合，創(chuàng)造了穹頂支撐在四個或更多獨(dú)立柱上結(jié)構(gòu)方法和穹頂統(tǒng)率下集中式型制建筑。多為飽滿穹頂高舉在拉長鼓座之上，統(tǒng)率整體形成中心垂直軸線，形成集中式構(gòu)圖。在四面對著帆拱下大尖券砌筒形拱，于中央穹頂平衡四面筒形拱等長；或四臂用穹頂代替筒拱，來抵擋側(cè)推力。代表實例為君士坦丁堡圣索菲亞大教堂。

建筑穹頂發(fā)展第14頁建筑穹頂發(fā)展第15頁建筑穹頂發(fā)展第16頁3、西歐中世紀(jì)（羅馬復(fù)興與哥特時期5-15世紀(jì)）——骨架券和獨(dú)立飛券使用，尖拱與尖頂崛起穹頂建筑又有了新一步發(fā)展。首先是骨架券使用，框架式骨架券作拱頂承重構(gòu)件，筒形拱被骨架券橫分成段落，其余填充維護(hù)部分減薄，使拱頂減輕，構(gòu)圖上把拱頂和墻墩聯(lián)絡(luò)起來，并使拱頂和其余部分有共同尺度，表現(xiàn)拱頂半圓形幾何形狀，看上去飽滿有張力。然后是獨(dú)立飛券使用，骨架券把拱頂荷載集中到間十字拱角，可用獨(dú)立飛券在兩側(cè)凌空越過側(cè)廊上方，在中廳每間十字拱斗角起角抵住他側(cè)推力，側(cè)廊拱頂高度降低，和骨架券共同組成框架式結(jié)構(gòu)。建筑穹頂發(fā)展第17頁建筑穹頂發(fā)展第18頁建筑穹頂發(fā)展第19頁建筑穹頂發(fā)展第20頁建筑穹頂發(fā)展第21頁建筑穹頂發(fā)展第22頁4、文藝復(fù)興時期（14-16世紀(jì)）——借鑒和獨(dú)創(chuàng)穹頂大致是雙圓心；用骨架券結(jié)構(gòu)，穹頂分里外兩層，中間為空，使用了鼓座，把穹頂全部表現(xiàn)出來。以佛羅倫薩主教堂為代表，更多借鑒了哥特式格調(diào)，甚至阿拉伯格調(diào)，穹頂大面依靠在主次券連成一個很穩(wěn)定骨架結(jié)構(gòu)上，下半是石頭砌，上半部分為磚砌。穹頂?shù)撞坑幸桓F鏈，近三分之一高度有一根木箍，以抵擋穹頂側(cè)推力，最知名穹頂結(jié)構(gòu)建筑為梵蒂岡圣彼得大教堂。建筑穹頂發(fā)展第23頁建筑穹頂發(fā)展第24頁建筑穹頂發(fā)展第25頁穹頂建筑實例萬神廟地理歷史信息地理位置：位于意大利首都羅馬圓形廣場北部，是羅馬最古老建筑之一，也是古羅馬建筑代表作。建筑緣由：為了紀(jì)念早年奧古斯都（屋大維）打敗安東尼和克里奧帕特拉（埃及艷后），由奧古斯都大帝女婿、屋大維副手、曾先后三任羅馬總督馬爾庫斯·維普薩紐斯·阿格里帕于公元前27年主持，在羅馬城內(nèi)建造了一座廟，獻(xiàn)給“全部神”，因而叫“萬神廟”。

過往經(jīng)歷：公元80年被焚毀。以后最喜歡做建筑設(shè)計阿德良皇帝（117～138年在位）把它重建（120～124年）。

建筑穹頂發(fā)展第26頁萬神廟穹頂這個古代世界最大穹頂直徑43.3米，正中有直徑8.92米采光圓眼，成為整個建筑唯一入光口。按照當(dāng)初觀念，穹頂象征天宇?？赡茉⒁庵袷澜绾腿耸澜缒撤N聯(lián)絡(luò)。從園洞進(jìn)來柔和漫射光，照亮空闊內(nèi)部，有一個宗教寧謐氣息穹頂外面覆蓋著一層鍍金銅瓦。（公元8世紀(jì)時，教皇格里高利三世（GregoryⅢ）用鉛瓦覆蓋）四面墻壁厚達(dá)6.2米，外砌以巨磚，但無窗無柱。

建筑穹頂發(fā)展第27頁穹頂材料：混凝土，磚，其中混凝土用浮石作骨料。建筑方法：大約是先用磚沿球面砌幾個大發(fā)券，然后才澆筑混凝土。這些發(fā)券作用是，能夠使混凝土分段澆筑，還能預(yù)防混凝土在凝結(jié)前下滑，并防止混凝土收縮時出現(xiàn)裂縫。為了減輕穹頂重量，越往上越薄，下部厚5.9米，上部1.5米。而且在穹頂內(nèi)面做五圈深深凹格，每圈28個。世界紀(jì)錄保持者：

直徑為43.4米萬神廟大圓頂世界紀(jì)錄，直到1960年才被在羅馬所建直徑達(dá)100米新體育館大圓頂打破。建筑穹頂發(fā)展第28頁穹頂特點(diǎn)：沿圓柱外部能夠清楚看到被建造在墻內(nèi)受限穹頂，在與圓頂拱端托相同高度處，是經(jīng)典階梯式加固環(huán)。

穹頂內(nèi)表面作凹格以減輕重量，共5排,每排28個。墻上除大門外有7個凹室,也能起降低施工量作用。墻里和穹頂里都有磚券，結(jié)構(gòu)作用不顯著，可能出于施工需要。

羅馬穹頂缺點(diǎn)：

穹隆頂自重大，需要連續(xù)承重墻來抵擋穹頂側(cè)推力。所以，承重墻很厚而且不宜大面積開窗，影響室內(nèi)采光，不足較大。

建筑穹頂發(fā)展第29頁建筑穹頂發(fā)展第30頁穹頂建筑實例1.建筑規(guī)模教堂主體呈長方形希臘十字布局，占地面積近8000平方米，前廳有600多平方米，中央大廳則達(dá)5000多平方米。巨大圓頂直徑達(dá)33米，離地高55米。當(dāng)前，圣索菲亞大教堂已經(jīng)成為世界上最著名教堂之一。圣索菲亞大教堂東西長77米，南北長71.7米，靠近正方形平面，有一座中殿和兩條長側(cè)廊，中央大穹窿直徑32.6米，穹頂距地54.8米，有40條磚起肋筋，架設(shè)于4個7.6米寬大柱墩上。圣索菲亞大教堂建筑穹頂發(fā)展第31頁圣索菲亞大教堂（公元五世紀(jì)，查士丁尼統(tǒng)治時期）（現(xiàn)名阿亞索菲亞博物館）位置君士坦丁堡（現(xiàn)今土耳其伊斯坦布爾），因其巨大圓頂而聞名于世，是一幢“改變了建筑史”拜占庭式建筑典范。建筑穹頂發(fā)展第32頁它做法是，在四個柱墩上沿方形平面四邊發(fā)券，在四個角上各造一個三角形球面，它們在四個大券頂點(diǎn)位置形成一個水平環(huán)，在環(huán)上便能夠砌筑穹頂。為了深入完善集中式形制外部形象，又在4個券頂點(diǎn)高程水平切口上再砌半圓形穹頂。在深入，則先在水平切口上砌一段圓筒形鼓座，穹頂砌在鼓座上端。建筑穹頂發(fā)展第33頁建筑穹頂發(fā)展第34頁此穹頂混凝土內(nèi)空隙很大、很輕，比起古羅馬自重較大穹頂，是一個很大進(jìn)步建筑穹頂發(fā)展第35頁佛羅倫薩主教堂圣母百花大教堂花之圣母大教堂建筑穹頂發(fā)展第36頁

整個建筑群中最引人注目標(biāo)部分是那個鮮艷赭紅色超百分比中央穹頂，以壓倒性姿態(tài)統(tǒng)領(lǐng)全局。該穹頂本身工程歷時十四年，完成于1434年，不含采光亭頂高91米，含采光亭共114米。穹頂基部呈八角形，穹頂平面直徑達(dá)45米，基座以上是八面都開有圓窗鼓座。野心勃勃建筑委員會當(dāng)年奠立了這個超級龐大基座，不過并不知道怎么才能將其上穹頂完成。建筑穹頂發(fā)展第37頁1、結(jié)構(gòu)技術(shù)：結(jié)構(gòu)為了突出穹頂，砌了12m高一段鼓座。把這么大穹頂放在鼓座上，這是空前未有。即使鼓座墻厚到4．9m，還是必須采取有效方法減小穹頂側(cè)推力，減小它重量。伯魯乃列斯基方法是：先制作骨架。一，穹頂輪廓采取雙圓心矢型；二，用骨架券結(jié)構(gòu)，穹面分里外兩層，外殼薄內(nèi)殼厚，中間是空。這兩點(diǎn)顯然不但借鑒了古羅馬經(jīng)驗，而且也借鑒了哥特式建筑經(jīng)驗，但它卻是全新創(chuàng)造。在8邊形8個角上升起8個主券，8個邊上又各有兩根次券。每兩根主券之間由下至上水平砌9道平券，把主券、次券連成整體。大小券在頂上由一個8邊形環(huán)收束。環(huán)上壓采光亭。這些都由大理石砌筑。佛羅倫薩主教堂穹頂外觀造型：主教堂穹頂呈尖矢形而不是半圓，借鑒了拜占庭經(jīng)驗，在穹頂之下加了一段高達(dá)12米鼓座，即使有違建筑師初衷，不利于抵抗側(cè)推力，但卻能把穹頂舉得很高。在拜占庭建筑格調(diào)影響下，伯魯乃列斯基為穹頂表現(xiàn)作了探索，不但加了一段鼓座，又采取尖矢形把穹頂向上拉高，取得了飽滿、充盈著張力穹頂，成了大教堂構(gòu)圖中心，高高聳向天際，這是個嶄新富有紀(jì)念碑氣質(zhì)形象。建筑穹頂發(fā)展第38頁建筑穹頂發(fā)展第39頁圣彼得大教堂16世紀(jì)，教皇朱利奧二世決定重建圣彼得大教堂，并于15破土開工。在長達(dá)1重建過程中，意大利最優(yōu)異建筑師伯拉孟特、米開朗琪羅、德拉·波爾塔和卡洛·馬泰爾相繼主持過設(shè)計和施工，直到1626年11月18日才正式宣告落成，稱新圣彼得大教堂。1870年以來主要宗教儀式均在此舉行。為文藝復(fù)興式和巴洛克式建筑格調(diào)，屬世界最大教堂。

建筑穹頂發(fā)展第40頁建筑穹頂發(fā)展第41頁建筑穹頂發(fā)展第42頁

穹頂直徑41.9米，萬神廟（43.3米）內(nèi)部頂點(diǎn)高123.4米，周長41米，位于四個強(qiáng)大拱券上，這些拱券位于四根柱墩上。整個穹頂只有“肋架”采取石料，其它部分都用磚砌筑，最終在大穹頂外包砌一層大理石裝飾。此時穹頂，已經(jīng)是非常飽滿球體了。

特點(diǎn)：

確立了文藝復(fù)興時期圓頂經(jīng)典特征：一個純粹球狀外形，肋材構(gòu)架使用，雙殼結(jié)構(gòu)，以及支承肋架結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生集中推力鼓座。建筑穹頂