【正文】 還要感謝我的同學(xué)，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(yán)善寬等譯 .鋼結(jié) 構(gòu)設(shè)計 [M].北京 :人民交通出版社， 1985. [10](FifthEdition).AmenrieanInstituteofConstruetionIne， Chieago， Illionis， 1981. [l1]李勝才 .鋼結(jié)構(gòu)建筑中節(jié)點系統(tǒng)的解析與建構(gòu)田 ].同濟大學(xué)博士學(xué)位論文， 2020 [12]孫淦 .鋼結(jié)構(gòu)建筑的藝術(shù)表現(xiàn)特征研究 [D」 .山東大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020. [13]裴峻 .鋼構(gòu)在建筑中的形式研究 [R」 .東南大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2020. 致 謝 首先感謝學(xué)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(jié)構(gòu)建筑語言研究〔 ， 2020. [2」翟克勇 .鋼構(gòu)建筑的建造表現(xiàn) [D].東南大學(xué)碩士學(xué)位論文， 20 [3]劉月 .中西建筑美學(xué)比較研究田 .復(fù)旦大學(xué)博士學(xué)位論文， 2020. [，2020. [5」【西德」 F正是由于結(jié)構(gòu)鋼具有良好的力學(xué)性能和金屬色澤、質(zhì)地，才使得現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑煥發(fā)出攝人心魄的美感。 以上分別從鋼結(jié)構(gòu)建筑的材料、節(jié)點、構(gòu)件和體系四方面分析了現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建 筑的美學(xué)表現(xiàn)，然而對于作為一個整體的某一鋼結(jié)構(gòu)建筑，其美學(xué)表現(xiàn)是以上四方面綜合的結(jié)果，偏袒任何一方面或弱化任何一方面都會導(dǎo)致拙劣的建筑作品的出現(xiàn)，因此在實際設(shè)計中，需要綜合起來考慮?？臻g結(jié)構(gòu)體系是向大跨度發(fā)展的結(jié)構(gòu)體系，當(dāng)然也有一些跨度較小但是卻能把現(xiàn)代鋼鋼結(jié)構(gòu)的力度美和輕盈美。骨架結(jié)構(gòu)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(xué)表現(xiàn)主要體現(xiàn)在表皮美學(xué)上。建筑師在對如上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件美學(xué)特征精確把握的情況下，可不斷創(chuàng)造出更為優(yōu)美的構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)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(jié)構(gòu)構(gòu)件有別于其他材料構(gòu)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(jié)構(gòu)而言，鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點則組成整體結(jié)構(gòu)的一個“點系”。 (2)鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點就其自身而言 ，是一個“體” 。 結(jié) 論 本文從鋼結(jié)構(gòu)建筑的材料、節(jié)點、構(gòu)件和體系四個方面分別研究了現(xiàn)代鋼結(jié) 構(gòu)建筑美學(xué)表現(xiàn)的特點和表現(xiàn)手法，得到了如下結(jié)論 : (1)由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐、防火要求較高，通常要在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點和構(gòu)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(zhì)地的遮蔽造成了建筑師無法表現(xiàn)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑的材料美的諸多遺憾。從國家大劇院 的體型及受力構(gòu)件的布置方式來看，其接近于網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系中的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，但其構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)卻不是真正的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。被格構(gòu)化的主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件具有強度好、剛度大、材料省、自重輕的經(jīng)濟效果，同時使得給構(gòu)件產(chǎn)生了簡潔、輕盈、通透、開放的視覺效果。直線型構(gòu)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(chǎn)生著一躍而過的力動感與跨越感，在國家大劇院主體結(jié)構(gòu)中的這種柔美的曲線和筆直的直線相結(jié)合，呈現(xiàn)出剛?cè)岵?，韻律?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(xué)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(fù)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(xué)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(shù)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(shè)計公司著名建筑師保羅 雖然該大樓竣工后大部分外筒結(jié)構(gòu)構(gòu)件會被玻璃幕所覆蓋而遮擋，但還是有部分構(gòu)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(zhì)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(wù)樓三個單體建筑。圖 所示的現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)建筑中常見的構(gòu)件即圖 所示的格構(gòu)式鋼柱同樣也是在鋼材的基礎(chǔ)上經(jīng)過上述的加工、制造后形成的能夠變現(xiàn)建筑美學(xué)的基本構(gòu)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(jié)構(gòu)，必須在根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)受力特點及建筑美學(xué)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(jié)構(gòu)整體的基本構(gòu)件，而后才能在施工 現(xiàn)場安裝，所以鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件是建筑中的基本構(gòu)件，它來源于鋼材，但從建筑美學(xué)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(gòu)造中承受拉力，鋼索類型的選擇取決于要求的力學(xué)特性 (彈性模量、極限抗拉強度、耐久性等 )，以及施工和經(jīng)濟條件 (安裝，錨具設(shè)計等 )。 圖 鋼 索這個術(shù)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(gòu)件受力更加合理，目前 H型鋼已廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(jié)構(gòu) )、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(jié)構(gòu)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(dāng)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(jié)構(gòu)連接與鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點 是完全不同的兩個概念，連接是一種形成構(gòu)件連續(xù)化的施工方式，而節(jié)點是包含連接方式在內(nèi)的一個區(qū)域。 剛結(jié)構(gòu)節(jié)點與剛結(jié)構(gòu)連接 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點作為鋼結(jié)構(gòu)建筑的重要組成部分，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中發(fā)揮著極為關(guān)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(yù)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(jié)構(gòu) ) 在冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)中經(jīng)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(gòu)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(jié)構(gòu)。 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(chǎn)生很大的預(yù)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(jié)構(gòu)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(jīng)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(jīng)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(gòu)造復(fù)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(jié)構(gòu)應(yīng)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(zhì)量較好。 鉚釘連接的質(zhì)量和受力性能與釘孔的制法有很大關(guān)系。在建筑結(jié)構(gòu) 中一般都采用熱鉚。熱鉚是由燒紅的釘坯插入構(gòu)件的釘孔中，用鉚釘槍或壓鉚機鉚合而成。焊接結(jié)構(gòu)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(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆 。制作加工方便，可實現(xiàn)自動化操作 。其優(yōu)點是 :構(gòu)造簡單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連 。 節(jié)點的美學(xué)表現(xiàn)理論 鋼結(jié)構(gòu)的連接方式 從鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(zhì)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(dāng)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(jié)構(gòu)用耐候鋼好，所以稱作高耐候性結(jié)構(gòu)鋼。 圖 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼亦稱耐大氣腐蝕鋼，其生產(chǎn)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(jié)構(gòu)鋼較容易發(fā)生銹蝕以及高