桁架建筑的造型設(shè)計(jì)方法

博爾塔拉蒙古自治州鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)公司 6小時前 04:04:07 1 搶沙發(fā)

桁架建筑以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在造型設(shè)計(jì)上呈現(xiàn)出多樣化的形態(tài)。設(shè)計(jì)師通過巧妙運(yùn)用力學(xué)原理，將桁架結(jié)構(gòu)與建筑美學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)造出既穩(wěn)固又美觀的建筑外觀。桁架建筑的造型設(shè)計(jì)還注重功能性與美觀性的平衡，通過合理的結(jié)構(gòu)布局和材料選擇，實(shí)現(xiàn)建筑的功能性和審美性的雙重提升。桁架建筑的造型設(shè)計(jì)也體現(xiàn)了對自然環(huán)境的尊重和融入，力求在滿足人類居住和使用需求的同時，保護(hù)和利用好周邊的自然景觀。

桁架建筑造型設(shè)計(jì)方法

一、基于結(jié)構(gòu)形式的造型設(shè)計(jì)

簡單桁架組合造型
- 簡單桁架如三角形桁架、梯形桁架等，可通過重復(fù)排列、不同方向組合等方式構(gòu)建建筑造型。例如，多個三角形桁架按一定規(guī)律排列，可以形成具有節(jié)奏感的屋面結(jié)構(gòu)造型。這種組合方式簡單直接，在一些工業(yè)廠房建筑中較為常見，利用桁架結(jié)構(gòu)的重復(fù)性創(chuàng)造簡潔的空間形式。
聯(lián)合桁架的造型創(chuàng)新
- 聯(lián)合桁架由幾個簡單桁架按幾何不變體系的規(guī)則聯(lián)合組成。在造型設(shè)計(jì)上，可以利用不同簡單桁架的組合方式創(chuàng)造獨(dú)特造型。比如將三角形桁架和矩形桁架聯(lián)合，根據(jù)建筑功能需求，在不同區(qū)域設(shè)置不同類型的桁架組合，形成高低錯落、空間豐富的建筑外形，同時滿足結(jié)構(gòu)受力需求和建筑空間要求。
復(fù)雜桁架的獨(dú)特造型塑造
- 復(fù)雜桁架不同于簡單桁架和聯(lián)合桁架。對于復(fù)雜桁架，可以根據(jù)其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性進(jìn)行造型設(shè)計(jì)。例如一些空間桁架結(jié)構(gòu)，通過巧妙設(shè)置桿件的位置和連接方式，形成如螺旋形、扭曲形等富有動感和現(xiàn)代感的建筑造型，像株洲神農(nóng)大劇院采用空間空腹箱形截面桁架結(jié)構(gòu)體系，通過控制基點(diǎn)沿徑向旋轉(zhuǎn)布置梁柱一體化變厚度平面空腹桁架，沿環(huán)向布置連續(xù)空腹桁架，形成建筑形態(tài)上的螺旋特征。

二、考慮受力特性的造型設(shè)計(jì)

根據(jù)受力方向優(yōu)化造型
- 桁架桿件受力以單向拉、壓為主。在造型設(shè)計(jì)時，可根據(jù)建筑所受荷載的主要方向來確定桁架的布置方向。例如在承受較大水平風(fēng)力的建筑中，將桁架的弦桿方向設(shè)置為與風(fēng)力方向相適應(yīng)，腹桿合理分布以傳遞剪力，這樣既滿足受力要求，又能在外觀上體現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力的邏輯性，使建筑造型具有力量感。
利用力學(xué)平衡實(shí)現(xiàn)造型創(chuàng)意
- 基于桁架結(jié)構(gòu)的力學(xué)平衡原理，通過調(diào)整桁架的形狀和桿件布局來創(chuàng)造獨(dú)特造型。例如設(shè)計(jì)拱形桁架，利用拱的受力特性，將壓力轉(zhuǎn)化為軸向壓力，在減少結(jié)構(gòu)材料用量的同時，塑造出優(yōu)美的曲線造型，適用于一些大跨度的建筑空間，如體育館、展覽館等建筑的屋面結(jié)構(gòu)。

三、結(jié)合建筑功能的造型設(shè)計(jì)

滿足空間需求的造型調(diào)整
- 如果建筑需要大跨度空間，如大型展覽廳、飛機(jī)庫等，可采用大跨度桁架結(jié)構(gòu)形式，如空腹桁架、巨型桁架等。這些桁架形式能夠提供較大的無柱空間，在造型上表現(xiàn)為簡潔、開闊的空間形態(tài)，以滿足展覽、飛機(jī)停放等功能需求。
適應(yīng)功能分區(qū)的造型變化
- 對于多功能建筑，不同功能分區(qū)對空間和造型有不同要求。可以根據(jù)功能分區(qū)設(shè)計(jì)不同形式的桁架結(jié)構(gòu)。例如在商業(yè)綜合體建筑中，購物區(qū)可能采用規(guī)則的桁架結(jié)構(gòu)以方便空間劃分和店鋪布局，而娛樂區(qū)則可以采用更具創(chuàng)意和動態(tài)的桁架造型，如不規(guī)則形狀的桁架結(jié)構(gòu)或帶有懸挑的桁架形式，來營造活躍的氛圍。

四、與建筑材料和施工工藝相結(jié)合的造型設(shè)計(jì)

根據(jù)材料特性塑造造型
- 不同材料的桁架結(jié)構(gòu)具有不同的力學(xué)性能和外觀特點(diǎn)。例如鋼管桁架結(jié)構(gòu)，桿件可采用相貫節(jié)點(diǎn)連接，在造型上能夠?qū)崿F(xiàn)流暢的線條感，適合設(shè)計(jì)具有現(xiàn)代感、簡潔的建筑造型；而角鋼桁架結(jié)構(gòu)，常用于工業(yè)廠房，其造型相對較為規(guī)整、硬朗。根據(jù)材料的特性來設(shè)計(jì)桁架建筑造型，可以充分發(fā)揮材料優(yōu)勢，同時降低成本。
結(jié)合施工工藝實(shí)現(xiàn)造型可能
- 考慮施工工藝的可行性對造型設(shè)計(jì)至關(guān)重要。如果采用預(yù)制裝配的施工工藝，桁架結(jié)構(gòu)的造型設(shè)計(jì)應(yīng)便于預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝。例如，設(shè)計(jì)成模塊化的桁架單元，方便在工廠預(yù)制，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場快速組裝。這種方式不僅能提高施工效率，而且在造型上也會呈現(xiàn)出模塊化、規(guī)整的特點(diǎn)。