仿生建筑---青竹的力學(xué)啟示

1、建筑仿生——青竹的啟示1.1仿生建筑的定義：仿生建筑的定義：仿生建筑以生物界某些生物體功能組織和形象構(gòu)成規(guī)律為研究對(duì)象，探尋自然界中科學(xué)合理的建造規(guī)律，并通過(guò)這些研究成果的運(yùn)用來(lái)豐富和完善建筑的處理手法，促進(jìn)建筑形體結(jié)構(gòu)以及建筑功能布局等的高效設(shè)計(jì)和合理形成。從某個(gè)意義上說(shuō)，仿生建筑也是綠色建筑，仿生技術(shù)手段也應(yīng)屬于綠色技術(shù)的范疇。對(duì)于仿生建筑的研究被認(rèn)為賦予了提供健康生活，改善生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)，體現(xiàn)了社會(huì)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和對(duì)人類生存環(huán)境的

2、關(guān)懷。另外，從建筑創(chuàng)作研究的角度看，仿生與生態(tài)構(gòu)思有相通之處，它們的過(guò)程和出發(fā)點(diǎn)相對(duì)于其他的構(gòu)思方法或類型有自己的特點(diǎn)。美國(guó)科羅拉多州丹佛國(guó)際機(jī)場(chǎng)：是美國(guó)面積最大及全世界面積第二大的機(jī)場(chǎng)，是美國(guó)最為繁忙的機(jī)場(chǎng)之一。此機(jī)場(chǎng)的特別之處在于屋頂用特殊布料覆蓋及采用張力結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，令人聯(lián)想到受冰雪覆蓋的落磯山脈。1.2仿生建筑的意義：仿生建筑的意義：仿生建筑的靈感來(lái)源于自然，是建筑師向大自然學(xué)習(xí)的產(chǎn)物。人類的思想從最初的“崇拜自然”一路走來(lái)，發(fā)

3、展到現(xiàn)在的“人與自然和諧相處”，對(duì)自然的理解不斷加深。人類文化從蒙昧?xí)r代進(jìn)入文明時(shí)代就是在模仿自然和適應(yīng)自然界規(guī)律的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展起來(lái)的，直到近現(xiàn)代時(shí)期，特別是飛機(jī)和潛水艇的發(fā)明也都是仿生的科研成果，人們從飛鳥和魚類的特性中獲得啟發(fā)，取得了史無(wú)前例的新成就。建筑同樣如此，古代從巢居穴居到各類建筑的出現(xiàn)，無(wú)不留下了模仿自然的痕跡。但是，隨著工業(yè)化的高速發(fā)展，使人類的文明發(fā)生了異化，反過(guò)來(lái)破壞了自己的生存環(huán)境，也使自己的創(chuàng)作囿困于僵化的機(jī)器

4、制品，束縛了創(chuàng)造性，這使得在近幾十年來(lái)人類重新對(duì)仿生學(xué)開始“我想再談幾句關(guān)于空中或中空的固體的抗力方面的意見，人類的技藝（技術(shù)）和大自然都在盡情地利用這種空心的固體。這種物質(zhì)可以不增加重量而大大增加它的強(qiáng)度，這一點(diǎn)不難在鳥的骨頭上和蘆葦上看到，它們的重量很小，但是有極大的抗彎力和抗斷力，麥稈所支持的麥穗重量，要超過(guò)整株麥莖的重量，假如與麥稈同樣重量的物質(zhì)卻生成實(shí)心的而不是空心的，它的抗彎和抗斷力就要大大減低?！薄皩?shí)際上也曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)并且用實(shí)

5、驗(yàn)證實(shí)了，空心的棒以及木頭和金屬的管子，要比同樣長(zhǎng)短同樣重量的實(shí)心物體更加牢固，當(dāng)然，實(shí)心的要比空心的細(xì)一些。人類的技藝就把這個(gè)觀察到的結(jié)果應(yīng)用到制造各種東西上，把某些東西制成空心的，使它們又堅(jiān)固又輕巧。”一般竹子的橫向截面，直徑為6cm，壁厚為0.5cm，假如把竹子做成實(shí)心的，則其抗彎能力是原來(lái)的110，由于竹子是細(xì)長(zhǎng)的承受自身重量的受壓桿件，假如把竹子做成實(shí)心后，在自身重量的壓力下它會(huì)搖擺不定而失去平衡。由于竹子品種的不同，生長(zhǎng)的高

6、度也不一樣。毛竹可以參天，但把毛竹做成實(shí)心的，經(jīng)科學(xué)計(jì)算，只能長(zhǎng)到高梁桿那樣高。根據(jù)力學(xué)原理，一根桿件在其橫向截面，應(yīng)盡可能把材料向周邊分布，正由于這樣才形成了中空，而且，越是優(yōu)質(zhì)材料越是向邊緣布置。竹子就是這樣，竹子的表面呈現(xiàn)出青色的叫竹青，往往是竹編的好材料。文學(xué)家歌頌竹子的氣節(jié)，從力學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，竹子的竹節(jié)是抵抗橫向剪切的關(guān)鍵，是竹子強(qiáng)度有機(jī)的部分。農(nóng)業(yè)上小麥減產(chǎn)主要原因之一是“倒伏”，那是小麥返青拔節(jié)時(shí)，由于雨水過(guò)多，生長(zhǎng)迅速而