浅析建筑力学对于建筑造型的影响

胡宇飞

摘 要：如今我国的建筑行业发展迅速，有许多新兴建筑都在陆续出现，本文首先阐述了建筑力学与建筑造型的关系，然后分析了建筑力学对于建筑造型的影响，并举出了三大著名建筑物进行分析，从而阐述了融入建筑力学的建筑设计思路，希望对我国相关建筑人员带来一定的启示，促进我国建筑业的发展。

关键词：建筑力学;建筑造型;结构受力

引言：随着时代的发展，我国建筑产业越来越兴盛，然而现在的建筑设计不仅仅要考虑到居住和商用的性能，也会追求外在造型的美观与舒适，建筑本身也具备了一定的艺术效果，可以提高整个城市的美感。建筑力学对于建筑造型有很大的影响，设计人员通常要使用建筑力学进行分析，从而进行建筑造型设计，下面文章就对这建筑力学与建筑造型的关系及其影响进行探讨。

一、建筑力学与建筑造型的关系

随着时代的发展，如今很多建筑物都非常重视外在的造型，丰富多样的造型可以体现设计师的审美，也可以为城市带来多样的变化，反映出一定的艺术与文化价值。但是建筑人员在设计建筑造型时，除了将建筑造型设立得更为美观之外，也要考虑到建筑力学的因素，提升整体建筑的安全性。这是因为建筑力学与建筑造型有着对立与统一的关系，从古至今在很长的一段时间里，一些设计师在设计建筑时，并没有将造型与力学结合到一起，所以这一段时期，建筑业得不到较好的发展。例如，罗马宙斯寺庙虽然造型非常的美观立体，但是卻不符合建筑力学的要求，该建筑每一根梁柱的受力性不同，最后导致墙面和房顶之间产生了裂缝，破坏了建筑的整体效果。随着时代的发展，人类渐渐认识到了建筑力学与建筑造型的关系，在设计的同时也分析了力学方面的问题，从而设计出了结构合理、造型美观的建筑物，推动了建筑业的发展。例如，我国著名的鸟巢体育馆就是一个很典型的例子，类似鸟巢的造型不仅新颖奇特，也具有较强的稳固性。

二、建筑力学对于建筑造型的影响

（一）结构受力的影响

建筑力学可以影响建筑造型的方方面面，良好的结构形式可以更好展现的力学的理念，所以在进行建筑物设计的时候，是不可以将力学与造型分开考虑的。现阶段，我国的大多数建筑都采用了劲钢和钢筋混凝土结构，建筑造型外观的结构和与受力问题有非常大的联系。例如，三角结构的稳定性最强，我国一些建筑物都会使用一些三角的钢架，起到稳定结构的作用。再以钢筋混凝土的建筑为例，如果重力在框架剪力墙上，那么就可以设计成滚筒式的结构，如设计出砌体与框架的结构，这样就会使建筑结构受到束缚。另外，我国一些建筑主要会应用矩形、圆型、U型、T型等截面，其中一矩形截面最常用。因为不同截面高度的弯曲剪应力不同，所以剪应力的分布也并不均等，所以在具体设计的时候，要对剪力墙进行分析[1]。此外，在设计建筑外形的时候，为了提高建筑的安全性，应该少设计出凹凸的造型，这就是考虑到了建筑力学对造型的影响而进行建筑设计的思路。

（二）具体案例分析

1.狮子门

以国外的著名建筑狮子门为例，设计师在设计狮子门的时候就考虑到了建筑力学的问题，狮子门从外观来看比较类似于三角形，门的两端是以递减的状态展现的，这样就可以转移负荷力，将墙面承受的重量传输到两边。设计师还分析了上端负荷的情况，为狮子门设计了较高较厚的墙体，并在三角区域内使用石雕板的材质，狮子门的过梁部分属于变截面的横梁，会受到三角区域的影响，不仅可以承载浮雕的负荷，也可以承担外部负荷，在梁的上部受到压力的同时，下部又可以承担拉力，而狮子门弯矩逐渐递减，也可以减小了梁截面，降低负荷，实现了结构受力均匀，提高整个结构的稳定性，这样的结构是十分科学合理的[2]。狮子门除了受力结构稳定以外，外形也是极其美观的，因为其外型与受力的统一，最终成为世界著名的建筑物。

2.宙斯神庙

在以前面提过的宙斯神庙为例，其是罗马帝国的产物，这种神庙虽然外形美观，但是最终建筑承受不住拉力出现了裂缝，这主要是因为建筑结构设计并不合理引起的。此建筑没有截梁面，使得建筑结构受力不均，负荷过大，其中挖弯矩呈现出抛物线的状态，在上部受到压力的同时，下部也受到了压力，最终在中间部位达到了弯矩极值，导致墙体出现裂缝。如果此建筑可以使用变截面梁，就可以改善这一问题。所以相关建筑者在进行建筑设计的时候一定要考虑建筑的受力问题，要考虑到弯矩变化的规律，提高结构的合理性，科学的进行建筑的造型设计。

3.赵州桥

赵州桥作为我国非常有名的桥梁建筑，因为其独特的外形结构被大众所熟知，甚至在世界建筑史中都占据着一定的位置。赵州桥的设计就考虑到建筑力学的影响，设计者将桥设计成敞肩拱式的结构，提高了桥的承载力。尤其是桥下几个桥洞的设计，可以减少洪水对桥体的冲击力，有效的提高了整个桥梁结构的稳定性。还有我国故宫的斗拱结构，都是在赋予造型美感的基础上，实现安全与美观的统一。

结束语：综上所述，为了设计出更加科学的建筑造型，我国建筑设计师要考虑材料、空间、结构力学等方面的因素，分析建筑结构的合理性，从而在设计中融入力学的知识，这样才能使建筑的整体造型更加的合理，在满足人类审美需求的同时，提高整个建筑的质量安全。

参考文献

[1]肖诗洋.物理力学对建筑造型的影响初探[J].中国校外教育，2017（20）：94+100.

[2]杨雅新.建筑力学在建筑工程中的应用[J].科技创新与应用，2016（10）：249.