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1、建筑中的数学美一n几千年来，数学一直是几千年来，数学一直是用于用于设计和建造的一个很和建造的一个很宝宝贵的工具。它一直是建的工具。它一直是建筑筑设计思想的一种来源，思想的一种来源，也是建筑也是建筑师用来得以排除用来得以排除建筑上的建筑上的试错技技术的手段。的手段。n 长期以来，三角形、正方形和矩形曾期以来，三角形、正方形和矩形曾经在建筑在建筑设计中起中起过重大的作用。因重大的作用。因为三角形和直角是当三角形和直角是当时所知道的最所知道的最稳定的定的形状，形状，这些形状就被用在像埃及和尤卡些形状就被用在像埃及和尤卡坦的金字塔坦的金字塔这样的的结构中。构中。后来，建筑设计与计算机建模结合起来的数学
2、知识已大为丰富，对作用在一个结构上的各种物理力的全面理解，也已大为增进。然而建筑的形状和形式仍旧是三维数学对象。许多对象来自欧几里得几何，例如矩形的或正方形的立体、角锥、圆锥、球、圆柱。另外一些则用曲面立体、帐篷结构和网格球顶等更奇异的形式。所有这些对象被建筑师既用来充填空间又用来创造居住空间。一、一、拱拱曲曲线线数学数学二、二、建筑与双曲抛物面建筑与双曲抛物面建筑建筑设计中的数学美中的数学美 力学是数学科学的乐园，因为我们在这里获得数学的果实。 列昂纳多达芬奇 一、拱曲线数学 拱是建筑上跨越空间的方法。拱的性质使应力可以比较均匀地通体分布，从而避免集中在中央。楔形拱石构成拱的曲线。中央是拱顶
3、石。所有的石头构成一个由重力触发的锁定机构。重力的拉力使拱侧向外展开（推力）。反抗推力的是墙或扶壁的力。拱形增加庄重拱形增加庄重肃穆的感穆的感觉 玫瑰窗哥特式建玫瑰窗哥特式建筑的特点是尖塔高筑的特点是尖塔高耸耸、尖形拱尖形拱门门、大窗、大窗户户及及绘绘有圣有圣经经故事的花窗故事的花窗玻璃。在玻璃。在设计设计中利用中利用尖肋拱尖肋拱顶顶、飞飞扶壁、扶壁、修修长长的束柱，的束柱，营营造出造出轻轻盈修盈修长长的的飞飞天感。天感。法国斯特拉斯堡大教堂法国斯特拉斯堡大教堂凯凯旋旋旋旋门门(Triumphal Arch)(Triumphal Arch)是欧洲是欧洲是欧洲是欧洲纪纪念念念念战战争争争争胜胜利
4、的一种建筑。始建于古利的一种建筑。始建于古利的一种建筑。始建于古利的一种建筑。始建于古罗马时罗马时期，当期，当期，当期，当时统时统治者以此炫耀自治者以此炫耀自治者以此炫耀自治者以此炫耀自己的功己的功己的功己的功绩绩。后。后。后。后为为欧洲其他国家所效欧洲其他国家所效欧洲其他国家所效欧洲其他国家所效仿。仿。仿。仿。 RheaLOGO旧金山格雷斯教堂旧金山格雷斯教堂旧金山格雷斯教堂二、建筑与双曲抛物面二、建筑与双曲抛物面双曲抛物面是抛物面（抛物线环绕对称轴旋转而成）和三维双曲线的结合。（一）双抛物面（一）双抛物面创造美感造美感加利福尼亚州圣玛利亚教堂 （二）曲面（二）曲面结构代表：薄壳构代表：薄壳
5、结构构壳，是一种曲面构件，主要承受各种作用产生的中面内的力。薄壳结构就是曲面的薄壁结构，按曲面生成的形式分为筒壳、圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物面壳等，材料大都采用钢筋和混凝土。壳体能充分利用材料强度，同时又能将承重与围护两种功能融合为一。 薄壳结构的出现 ,为建筑艺术的完美发挥提供了广阔的前景。壳体结构是表面呈曲面 ,厚度与其他尺寸相比甚小的一种薄壁空间结构。它和杆件结构中的拱与梁相类似。壳体由于存在原始曲度 ,它和主要承受弯曲的薄板相比 ,是两种受力性能完全不同的结构类型。壳体结构的强度和刚度主要是利用了合理的几何体形状 ,使其处于最佳受力状态。 星海音星海音乐厅广东省星海音乐厅雄踞广州珠江
6、之畔风光旖旎的二沙岛，她檐角高翘，造型奇特，充满现代感的双曲抛物面几何体结构雄伟壮观，是一座令人赞赏的艺术殿宇。自北向南斜望，有如一只江边欲飞的天鹅，又如撑起盖面的巨大钢琴，与蓝天碧水浑然一体，形成一道瑰丽的风景线。 北京国家大北京国家大剧院院巧巧夺天工的悉尼歌天工的悉尼歌剧院院歌剧院闪闪发光的壳体，根据不同的视角方向而改变着性格，其表情将从垂直方向朝水平方向变化，设计师从具有几何学定义的形体中来截取屋面的形状，最后终于从球面中取得了它的外形。 悉尼歌悉尼歌剧院是典型的薄壳院是典型的薄壳结构构蛋壳与薄壳建筑 蛋壳呈拱形，跨度大，包括许多力学原理。虽然它只有2 mm的厚度，但使用铁锤敲砸也很难破坏它。建筑学家模仿它进行了薄壳建筑设计。这类建筑有许多优点：用料少，跨度大，坚固耐用。薄壳建筑也并非都是拱形，举世闻名的悉尼歌剧院则像一组泊港的群帆。 The end,thank you!谢谢谢谢！
