【正文】 還要感謝我的同學，正是由于他們的熱心幫助，才使我提高了發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力，增強了我各方面的能力。威廉斯著，莊海濤，邵榮光，嚴善寬等譯 .鋼結 構設計 [M].北京 :人民交通出版社， 1985. [10](FifthEdition).AmenrieanInstituteofConstruetionIne， Chieago， Illionis， 1981. [l1]李勝才 .鋼結構建筑中節(jié)點系統(tǒng)的解析與建構田 ].同濟大學博士學位論文， 2020 [12]孫淦 .鋼結構建筑的藝術表現(xiàn)特征研究 [D」 .山東大學碩士學位論文， 2020. [13]裴峻 .鋼構在建筑中的形式研究 [R」 .東南大學碩士學位論文， 2020. 致 謝 首先感謝學校安排了這次畢業(yè)論文，通過論文的撰寫使我受益匪淺。O海恩， H 參考文獻 [l]吳愛民 .鋼結構建筑語言研究〔 ， 2020. [2」翟克勇 .鋼構建筑的建造表現(xiàn) [D].東南大學碩士學位論文， 20 [3]劉月 .中西建筑美學比較研究田 .復旦大學博士學位論文， 2020. [，2020. [5」【西德」 F正是由于結構鋼具有良好的力學性能和金屬色澤、質地，才使得現(xiàn)代鋼結構建筑煥發(fā)出攝人心魄的美感。 以上分別從鋼結構建筑的材料、節(jié)點、構件和體系四方面分析了現(xiàn)代鋼結構建 筑的美學表現(xiàn)，然而對于作為一個整體的某一鋼結構建筑，其美學表現(xiàn)是以上四方面綜合的結果，偏袒任何一方面或弱化任何一方面都會導致拙劣的建筑作品的出現(xiàn)，因此在實際設計中，需要綜合起來考慮。空間結構體系是向大跨度發(fā)展的結構體系，當然也有一些跨度較小但是卻能把現(xiàn)代鋼鋼結構的力度美和輕盈美。骨架結構體系一般具有規(guī)則的柱網(wǎng)，是向超高建筑發(fā)展的建筑體系，該體系的建筑體型不甚豐富，故其建筑美學表現(xiàn)主要體現(xiàn)在表皮美學上。建筑師在對如上鋼結構構件美學特征精確把握的情況下，可不斷創(chuàng)造出更為優(yōu)美的構件形式。在現(xiàn)代建筑不斷要求大跨度和超高度的背景下，現(xiàn)代鋼結構構件表現(xiàn)出了豐富的組合形式，這些形式的通透特色是鋼結構構件有別于其他材料構件的特點之一 。同時要在統(tǒng)一中求變化，表現(xiàn)出變化的“韻律美” 。從“點”的角度出發(fā)，需要處理好各“點”在“線段”中的位置分布和“點”與“線段”的尺度對比 。而就整個結構而言，鋼結構節(jié)點則組成整體結構的一個“點系”。 (2)鋼結構節(jié)點就其自身而言 ，是一個“體” 。 結 論 本文從鋼結構建筑的材料、節(jié)點、構件和體系四個方面分別研究了現(xiàn)代鋼結 構建筑美學表現(xiàn)的特點和表現(xiàn)手法，得到了如下結論 : (1)由于鋼結構建筑的防腐、防火要求較高，通常要在鋼結構節(jié)點和構件上涂刷防腐漆和防火涂料，由此而帶來的對鋼這種合金的色澤和質地的遮蔽造成了建筑師無法表現(xiàn)現(xiàn)代鋼結構建筑的材料美的諸多遺憾。從國家大劇院 的體型及受力構件的布置方式來看，其接近于網(wǎng)格結構體系中的網(wǎng)殼結構，但其構件采用了圓管截面積工字型鋼截面，這有別于傳統(tǒng)的網(wǎng)殼結構大多采用圓鋼管截面的單一形式，同時國家大劇院的節(jié)點形式既非焊接球節(jié)點也非螺栓球節(jié)點，所以看似是網(wǎng)殼結構卻不是真正的網(wǎng)殼結構。被格構化的主體結構的構件具有強度好、剛度大、材料省、自重輕的經濟效果，同時使得給構件產生了簡潔、輕盈、通透、開放的視覺效果。直線型構件展示出了力流的“順暢”， 曲線型則以其優(yōu)美的 線型孕育著強大的力量，產生著一躍而過的力動感與跨越感，在國家大劇院主體結構中的這種柔美的曲線和筆直的直線相結合，呈現(xiàn)出剛柔并濟，韻律優(yōu)美的綽約豐姿。同時，從國家大劇院外部觀察到的由諸多新型節(jié)點表現(xiàn)出來的“點系”也表現(xiàn)出了“點系”的韻律美，形成了國家大劇院獨特的節(jié)點美學特征。圖 ，由于玻璃幕是透明的，所以國家大劇院建成后，這些節(jié)點從建筑外部看是暴露出來的，如果采用傳統(tǒng)的板式節(jié)點，勢必影響國家大劇院的美觀。但是在國家大劇院中，節(jié)點的位置正好在工字型截面的節(jié)點域處，是受力非常復雜的節(jié)點局部，如果再焊接一塊節(jié)點板，勢必影響該區(qū) 域的受力，所以建筑師開發(fā)出了如圖 。也有開發(fā)出的新型節(jié)點 (圖 )。 圖 從材料美學表現(xiàn)角度分析，國家大劇院大廳裸露的立柱既是承重支撐的功能柱，同時也是觀賞的“藝術品”?？偨ㄖ娣e 155， ooom2，建筑總高 4628m。 圖 國家大劇院工程位于北京市西城區(qū)石碑胡同 4號，由法國巴黎機場設計公司著名建筑師保羅 雖然該大樓竣工后大部分外筒結構構件會被玻璃幕所覆蓋而遮擋，但還是有部分構件會暴露在外 (圖 )，這盡管與鋼幕墻表現(xiàn)出的金屬色澤及質感的力度相去甚遠，但多多少少也能從央視新大樓的表皮肌理中體現(xiàn)出些許的 材質之美。裙房為 9層，與塔樓連為一體 (圖 )。塔樓 2均呈雙向 6o傾斜，分別為 51層和 44層，在第 37層 (塔樓 2為第 30層 )以上部分用 14層高的 L形懸臂結構連為 一體，因此這棟別具特色的建筑不是二維的漲滿天空的，而是真正意義上的三維建筑。用地面積 mZ，總建筑面積約 55萬 mZ，包括新的 CCTV主樓、電視文化中心以及服務樓三個單體建筑。圖 所示的現(xiàn)代鋼結構建筑中常見的構件即圖 所示的格構式鋼柱同樣也是在鋼材的基礎上經過上述的加工、制造后形成的能夠變現(xiàn)建筑美學的基本構件。 鋼材一般不可以直接在施工現(xiàn)場進行安裝，這是因為為了保證形成整體性能好的結構，必須在根據(jù)鋼結構受力特點及建筑美學表現(xiàn)的要求，對鋼材進行切割、焊接、沖孔等加工，形成可以通過焊接、栓接、鉚接等連接方式形成結構整體的基本構件，而后才能在施工 現(xiàn)場安裝，所以鋼結構構件是建筑中的基本構件，它來源于鋼材，但從建筑美學表現(xiàn)的角度來講卻高于鋼材。鋼材的種類有鋼軌、型鋼、材、帶鋼、中厚鋼板、薄鋼板、無縫鋼管、接縫鋼管等，但不包括由鋼錠直接鍛成的鍛鋼件及鋼絲、鋼絲繩、鐵絲等金屬制品。鋼索種類主要有如下幾種形式 [l5](圖 ): (l)平行鋼筋索 (2)平行鋼絲索 (3)鋼絞線索 (4)單股鋼絞纜 (5)封閉式鋼纜 鋼索在拉索構造中承受拉力，鋼索類型的選擇取決于要求的力學特性 (彈性模量、極限抗拉強度、耐久性等 )，以及施工和經濟條件 (安裝，錨具設計等 )。 圖 鋼 索這個術語常常不加區(qū)分地用來指鋼絲、鋼絞線、鋼纜。無論是熱軋型材還是冷成型材，由于其在不 同體系、類型的建筑中使用不同，因此可以使得建筑美得表現(xiàn)靈活而富有特色，如 H型鋼的兩個主軸方向的慣性矩接近，使構件受力更加合理，目前 H型鋼已廣泛應用于高層建筑、輕型工業(yè)廠房和大型工業(yè)廠房中，使這些建筑簡潔規(guī)整而富有鋼結構的力度美。鋼材的種類有鋼軌、型鋼、線材、帶鋼、中厚鋼板、薄鋼板、無縫鋼管、接縫鋼管等，但不包括由鋼錠直接鍛成的鍛鋼件及鋼絲、鋼絲繩、鐵絲等金屬制品。(5)按 (5)按構造特點區(qū)分的節(jié)點形式，有板式節(jié)點 (析架 )與端板式節(jié)點 (門架 )、相 貫節(jié)點與加勁式節(jié)點 (鋼管結構 )、柱貫通式節(jié)點和隔板貫通式節(jié)點 (框架 )。 (3)按連接方式區(qū)分的節(jié)點形式，有焊接節(jié)點、螺栓連接節(jié)點、栓焊混合節(jié)點等。 ②非鋼管桿件的連接節(jié)點。 (2)按桿件截面形式區(qū)分的節(jié)點形式 ①鋼 管連接節(jié)點 (全圓管桿件、全方管或矩形管桿件、方圓鋼管桿件 )。 ③框架結構節(jié)點，主要有梁柱節(jié)點 (圖 )、梁一柱一支撐節(jié)點、柱腳節(jié)點。這些節(jié)點的特點是本身就是三維節(jié)點，如鑄鋼節(jié)點、加肋章的式柱狀節(jié)點 。當然，在平面析架中也存在著三維節(jié)點，如與水平支撐和豎向支撐連接的節(jié)點，但這種三維節(jié)點 仍可做一些簡化而看做平面節(jié)點。同樣地，對于 3塊鋼板用焊縫連接成為工字形截面，腹板與翼緣的連接處也不是我們定義中的節(jié)點。由此我們可以看出，鋼結構連接與鋼結構節(jié)點 是完全不同的兩個概念，連接是一種形成構件連續(xù)化的施工方式，而節(jié)點是包含連接方式在內的一個區(qū)域。 剛結構節(jié)點與剛結構連接 鋼結構節(jié)點作為鋼結構建筑的重要組成部分，在鋼結構建筑中發(fā)揮著極為關鍵的作用。射釘 (圖 )由帶有錐桿和固定帽的桿身與下部活動帽 組成，靠射釘槍的動力將射釘穿過被連板件打入母材基體中 (見圖 )。一類為自鉆自攻螺釘 (圖 )，無需預先鉆孔，可直接用電動板子自行鉆孔和攻入被連板件。 圖 (4)緊固件連接 (輕鋼結構 ) 在冷彎薄壁型鋼結構中經常采用自攻螺釘、鋼拉 鉚釘、射釘?shù)葯C械式緊固件連接方式 (圖 )，主要用于壓型鋼板之間和壓型鋼板與冷彎型鋼等支承構件之間的連接。摩擦型連接的剪切變形小，彈性性能好，特別適用于隨動荷載的結構。 摩擦型連接的栓孔直徑比螺桿的公稱直徑 d大 。另外，高強度螺釘也可同普通螺栓一樣，允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺栓孔之間的承壓來傳力。這種連接稱為高強度螺栓摩擦型連接。安裝時通過特別的板手，以較大的扭矩上緊螺帽，使螺桿產生很大的預拉力。但安裝方便，且能有效地傳遞拉力 ，故一般可用于沿螺栓桿軸受拉的連接中，以及次要結構的抗剪連接或安裝時的臨時固定。螺栓孔的直徑比螺栓桿的直徑大 3~。 C級螺栓由未經加工的圓鋼壓制而成。由于有較高的精度，因而受剪性能好。 A、 B級精制螺栓是由毛坯在車床上 經過切削加工精制而成。 A級與 B級為精制螺栓， C級為粗制螺栓。 (3)螺栓連接 螺栓連接分普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種。 鉚釘連接由于構造復雜，費鋼費工，現(xiàn)己很少采用。這種系緊 力使連接十分緊密。重要的結構應該采用 B類孔。 I類孔是用鉆模鉆成，或先沖成較小的孔，裝配時再擴鉆而成，質量較好。 鉚釘連接的質量和受力性能與釘孔的制法有很大關系。在建筑結構 中一般都采用熱鉚。熱鉚是由燒紅的釘坯插入構件的釘孔中，用鉚釘槍或壓鉚機鉚合而成。焊接結構對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴展到整體，低溫冷脆問題較為突出。其缺點是 :在焊縫附近的熱影響區(qū)內，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導致局部材質變脆 。制作加工方便，可實現(xiàn)自動化操作 。其優(yōu)點是 :構造簡單，任何形式的構件都可直接相連 。 節(jié)點的美學表現(xiàn)理論 鋼結構的連接方式 從鋼結構建筑的連接歷史來看，連接方法可分為焊接連接、鉚釘連接、螺栓連接和輕型鋼結構用的緊固件連接等 (圖 )。從色澤方面講，不銹鋼的表面可以是高反射的或是無光澤的，光面的、拋光的或壓花的，著色的、彩色的或甚至是涂鉛錫合金以產生類似于鉛的外觀的。但是由于不銹鋼中含有大于 12%的鉻，因此氧化層的性質發(fā)生了改變，可阻止進一步的氧化，并且如果氧化膜偶然被去掉，新的氧化膜又會形成，繼續(xù)起保護作用。所有的金屬當與空氣中的氧作用時，在其表面會形成一層氧化膜。這一特殊致密氧化層具有穩(wěn)定、均勻的自然銹紅色。這類鋼的耐候性能比焊接結構用耐候鋼好，所以稱作高耐候性結構鋼。 圖 焊接結構用耐候鋼亦稱耐大氣腐蝕鋼，其生產是在鋼中加入少量的合金元素 (Cu、Cr、 Ni、 Mo、 Nb、 Ti、 Zr、 V等 )，使其在金屬基體表面上形成保護層，以提高鋼材的耐候性能，同時保持鋼材具有良好的焊接性能。 正是由于結構鋼較容易發(fā)生銹蝕以及高