常見仿生結(jié)構(gòu)種類及其在公共建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用,公共建筑工程論文

常見仿生結(jié)構(gòu)種類及其在公共建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用,公共建筑工程論文摘要：仿生理念在很多工程項(xiàng)目中都有著非常廣泛的應(yīng)用，并且均獲得了良好的應(yīng)用效果，為人們的生活方式提供了很多的便捷性，接下來筆者將以公共建筑項(xiàng)目為例，從仿生建筑基本概述、常見構(gòu)造種類、實(shí)踐應(yīng)用等多個角度對其展開具體的探究，希望下面筆者針對仿生建筑所提出的一些意見和建議能夠?yàn)閺氖路律ㄖO(shè)計(jì)工作的相關(guān)人員提供一些設(shè)計(jì)參考。本文關(guān)鍵詞語：仿生理念;公共建筑;構(gòu)造設(shè)計(jì)與應(yīng)用;引言最近幾年，國內(nèi)仿生建筑項(xiàng)目的數(shù)量越來越多，這便意味著人們對于公共建筑的要求和標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)苛，對此設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)更好地將仿生設(shè)計(jì)理念融入公共建筑項(xiàng)目中，以求能夠?yàn)槿藗兲峁┯觾?yōu)質(zhì)的仿生建筑空間，當(dāng)前市場上比擬常見的仿生構(gòu)造以膜構(gòu)造、殼構(gòu)造、拱形構(gòu)造、充氣構(gòu)造、螺旋構(gòu)造為主，設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合公共建筑項(xiàng)目的實(shí)際情況對其進(jìn)行合理的應(yīng)用，為仿生建筑領(lǐng)域的將來發(fā)展添加助力。1、仿生建筑概述顧名思義，該類建筑主要是以某些生物的形象或構(gòu)造作為參考和研究的方向，探尋華而不實(shí)潛在的規(guī)律，并且將這些規(guī)律科學(xué)地運(yùn)用在構(gòu)造設(shè)計(jì)中的建筑物。合理地將仿生建筑應(yīng)用在城市的規(guī)劃和建設(shè)中不僅能夠給人們提供愈加健康、舒適的生活環(huán)境，同時還能夠?yàn)榻ㄖ?gòu)造設(shè)計(jì)提供創(chuàng)新思維的源泉，是國內(nèi)建筑領(lǐng)域?qū)韼啄臧l(fā)展的重要趨勢。2、常見仿生構(gòu)造種類2.1、膜構(gòu)造該類仿生構(gòu)造通常是從細(xì)胞體中逐步演變而成的，與其他仿生構(gòu)造相比，膜構(gòu)造在實(shí)際應(yīng)用中所呈現(xiàn)出的幾何形態(tài)，通常來講具有一定的復(fù)雜性，其經(jīng)常作為一種覆蓋構(gòu)造被廣泛地應(yīng)用于很多建筑項(xiàng)目中。以張拉膜構(gòu)造為例，其主要是借助支撐桿對主體構(gòu)造所提供的張拉力來構(gòu)成一種膜狀的特殊構(gòu)造，合理地使用膜構(gòu)造能夠有效地幫助建筑物降低自重，進(jìn)而顯著提高該建筑物本身構(gòu)造的穩(wěn)定性。2.2、殼構(gòu)造眾所周知，殼仿生構(gòu)造主要源于龜科類動物，以烏龜為例，其龜殼通常呈現(xiàn)為拱形，且整體的跨度較大，從力學(xué)角度去分析，龜殼屬于一種曲面形構(gòu)造，其在實(shí)際應(yīng)用中能夠?qū)⑺獾降耐饨缱饔昧鶆颉⑷娴胤纸庠跉んw的外外表，因而烏龜憑借僅僅2mm的龜殼便能夠在自然界中抵御大部分外界的作用力而牢固度日。當(dāng)前建筑市場中比擬常見的殼構(gòu)造仿生設(shè)計(jì)主要有四種類型，分別為圓頂薄殼構(gòu)造、雙曲拋面構(gòu)造、筒殼構(gòu)造、雙曲扁殼構(gòu)造等等，設(shè)計(jì)人員能夠結(jié)合建筑設(shè)計(jì)的詳細(xì)要求來選擇最合理的殼體仿生構(gòu)造，以求最終能夠到達(dá)最佳的建筑效果[1]。例如，位于澳大利亞的悉尼歌劇院便是由三組體積宏大的殼體所構(gòu)成的，這便是殼體仿生構(gòu)造在公共建筑項(xiàng)目中的典型應(yīng)用。2.3、拱形構(gòu)造中生代時期的恐龍生物，其身長一般在20m左右，身高在4m-8m，體重約為30t-40t，該類生物在行動經(jīng)過中其四肢需要承受非常強(qiáng)大的負(fù)荷力，相關(guān)研究人員在研究經(jīng)過中發(fā)現(xiàn)，固然恐龍的自重非常大，但是其身軀、尾巴以及長頸所對應(yīng)的重心均處于腰部，而身體的自重也是通過這一重心均勻地分布在其四肢上，從宏觀的角度上來看，該類生物的上半身像一座拱橋的形狀，由于該形狀在建筑領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中能夠承當(dāng)非常大的荷載力，因而也得到了設(shè)計(jì)人員們廣泛的仿生應(yīng)用，這也是建筑史上拱形構(gòu)造的來歷。2.4、充氣構(gòu)造眾所周知，自然界中的植物細(xì)胞、動物細(xì)胞都存在大量的氣體，而這些氣體的存在會在一定程度上對該細(xì)胞的細(xì)胞壁產(chǎn)生壓力，這種壓力也就是生物學(xué)中所定義的氣體靜力壓，針對該原理，設(shè)計(jì)人員也設(shè)計(jì)出很多別出心裁的充氣構(gòu)造類仿生建筑，如網(wǎng)球場、野外餐廳、體育場、登山帳篷等等。美國著名的工程設(shè)計(jì)師蓋格也曾設(shè)計(jì)出歇爾fo體育館這一充分運(yùn)用充氣構(gòu)造的建筑物，其在實(shí)際應(yīng)用中也遭到了人們的廣泛認(rèn)可。2.5、螺旋構(gòu)造除了上述我們所提到的膜構(gòu)造、殼構(gòu)造、拱形構(gòu)造、充氣構(gòu)造之外，還有一些其他的仿生構(gòu)造，如螺旋構(gòu)造，其主要是仿生車前子植物的葉子，其螺旋的夾角經(jīng)測定為137?30?30，在這種螺旋構(gòu)造中車前子能夠獲取最多的陽光，而有些設(shè)計(jì)師將該仿生理念融入建筑設(shè)計(jì)作業(yè)中，并且設(shè)計(jì)出以螺旋構(gòu)造進(jìn)行排列的多層樓房，在這種仿生構(gòu)造中，該建筑的每一層樓房的房間均能夠得到非常充足的陽光。3、在公共建筑項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)應(yīng)用3.1、從造型藝術(shù)的層面上對于公共建筑而言，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常會在確保建筑物安全穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上注重對其造型藝術(shù)的設(shè)計(jì)，而合理地在建筑設(shè)計(jì)經(jīng)過中融入仿生設(shè)計(jì)理念便能夠在一定程度上幫助設(shè)計(jì)人員開拓思維，進(jìn)而設(shè)計(jì)出愈加具有創(chuàng)新理念和較高藝術(shù)鑒賞價值的公共建筑項(xiàng)目[2]。例如，位于意大利的都靈展覽中心，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)該公共建筑時便將仿生理念與其造型藝術(shù)相結(jié)合，將自然界中的樹葉葉脈作為該建筑物中的核心支撐框架，整個都靈展覽中心均是以葉脈肌理作為拱頂構(gòu)造，其總長度為93.6m，總寬度為75m，該展覽中心在實(shí)際應(yīng)用中給人以強(qiáng)烈的視覺沖擊力，同時也賦予了建筑物較高的藝術(shù)價值。除此之外，東京奧運(yùn)會中所建造的游泳館也是將仿生設(shè)計(jì)理念與造型藝術(shù)完美融合的建筑項(xiàng)目之一，其主要以旋梭構(gòu)造為核心，仿生貝殼的形狀，由游泳館的中心向兩側(cè)進(jìn)行卷翹，在知足游泳館內(nèi)功能要求的同時也顯著提高了建筑物本身的美觀性，為仿生建筑史中留下濃墨重彩的一筆。3.2、從自然環(huán)境的層面上連接仿生理念與自然環(huán)境的橋梁是幾何學(xué)，很多設(shè)計(jì)人員在對公共建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的經(jīng)過中不可避免地會使用到一些由自然環(huán)境中演變而來的特殊幾何構(gòu)造，并且在實(shí)際應(yīng)用中也獲得了不錯的成效。例如，大自然中非經(jīng)常見的水滴，其通常以截面空間為主，通過一些不規(guī)律的幾何構(gòu)造組合方式，最終構(gòu)成一個三維立體空間，位于北京市的水立方體育館便是由這種薄膜狀的水滴幾何構(gòu)造所構(gòu)成的，固然從外觀上來看是一種相對薄弱的薄膜構(gòu)造，但是其內(nèi)部有鋼構(gòu)造進(jìn)行支撐，因而其穩(wěn)定性也是非常值得我們所認(rèn)可的，這便是仿生理念與自然環(huán)境在公共建筑項(xiàng)目中的重要應(yīng)用之一[3]。3.3、從經(jīng)濟(jì)技術(shù)的層面上隨著自然資源的不斷匱乏，為了能夠確保國家的經(jīng)濟(jì)能夠持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，很多建筑企業(yè)都在不斷地研究怎樣在知足公共建筑項(xiàng)目的功能特性的基礎(chǔ)上盡可能少地消耗建筑材料，而仿生理念中的蜂巢構(gòu)造便能夠有效地解決這一問題，該構(gòu)造主要是由多個六棱柱共同組合而成，華而不實(shí)每一個六棱柱又能夠進(jìn)一步細(xì)致地劃分為三個大小完全一致的菱形，根據(jù)相關(guān)數(shù)學(xué)研究學(xué)者測定得出，這種蜂巢構(gòu)造不僅具有較高的穩(wěn)定性，同時可以以有效地節(jié)約建筑材料，是符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下的建筑項(xiàng)目構(gòu)造設(shè)計(jì)理念[4]。新西蘭的國會大廈和韓國的Kang-nam均屬于蜂巢構(gòu)造在公共建筑項(xiàng)目中的典型應(yīng)用。結(jié)束語固然現(xiàn)前階段國內(nèi)一些仿生建筑在實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用經(jīng)過中還存在一些缺陷問題有待進(jìn)一步地完善，但是仿生建筑已然成了將來幾年建筑領(lǐng)域中非常重要的發(fā)展方向，因而筆者相信仿生建筑設(shè)計(jì)在相關(guān)設(shè)計(jì)人員的不斷優(yōu)化下一定能夠?yàn)槿藗兲峁└硐氲慕ㄖ臻g，為社會的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。以下為參考文獻(xiàn)[1]陳子穎.過去、當(dāng)代和將來:將來城市發(fā)展設(shè)想基于高層動態(tài)仿生建筑的討論[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)(理論),2021,2(09):159-161.[2]楊雨桐.淺議構(gòu)造仿生在大跨