编辑推荐：

本书对建筑力学与建筑形态之间的关系进行深入浅出的说明，辅以人类历史建筑的考察，涉及的建筑结构形态和细部非常全面，手绘图层次清晰，解释详尽，文字也朴实有趣，清楚地解释了各种建筑构造的相关原理和应用情况，即使是建筑门外汉也可以一目了然。不但增进人们对祖先建造技术和思想的了解，而且对加深美学和造型方面的知识有很大帮助。

内容简介：

本书在结构力学、结构设计与建筑物形态方面进行图示和说明，展现了结构对建筑的重要性，特别是结构对建筑物安全性和建筑美学方面的贡献，可以帮助读者了解到人类长久以来致力于使“力”和“美”相互完美结合的努力和成就。

作者简介：

川口卫：1960年东京大学大学院博士毕业，现任法政大学工学部教授。著有《吊构造（建筑编）》《建筑构造设计》《建筑概论》《现代建筑构造与表现》。

 

阿部优：1970年法政大学大学院硕士毕业，现任法政大学工学部讲师。

 

松谷宥彦：1964年法政大学工学部建筑专业毕业，现任松谷建筑设计事务所董事长。

 

川崎一雄：1965年广岛三原工业高等学校建筑专业毕业，现任川崎一雄工房主管。

 

译者简介

陈志华，天津大学建筑工程学院教授、博士生导师，百千万人才工程国家级人选，新世纪人才。作为第一完成人获国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖3项和二等奖3项，获发明专利15项，参编主编标准12部，在国内外重要期刊上发表学术论文百余篇，著《弦支穹顶结构》《空间钢结构APDL参数化计算与分析》，主编《钢结构原理》《建筑钢结构设计》、《钢结构原理与设计》，译《钢结构性能与LRFD规范》《宅钢结构设计与施工》等。

 

王小盾，天津大学建筑工程学院副教授、硕士生导师。清华大学土木水利学院博士后出站，曾在日本川口卫设计事务所工作，在国内外重要期刊上发表学术论文多篇，获国家和省部级科技进步奖6项，多项专利拥有人之一，译著《建筑构成手法》《图解钢结构设计》等。

目录：

译者序 003

前言 005

第1章

梁和柱 007

梁的理论及应用 008

梁承受的力 010

梁的材料及形状 011

梁的种类 012

梁的应用——桥梁 013

日本建筑中梁的原理 014

寺院建筑的屋顶结构 016

斗拱 017

屋架和挑檐木 018

法隆寺的屋檐及斗拱 019

梁和柱的结构 020

柱的作用与形状 021

装饰用梁、柱 022

虚梁、柱 023

用斜撑支承的屋檐 024

第2章

桁架 025

三角桁架的原理及应用 026

三角桁架的构思 028

三角桁架的例子 029

三角桁架的种类和力的传递 030

梁桁架的种类和力的传递 031

梁桁架的原理 032

从组合到分离——梁桁架的出现 033

梁桁架的发展 034

现代的桁架结构 036

第3章

框架结构 037

木框架结构 038

框架结构的原理 040

传统木结构的框架效果 041

现代建筑的框架结构 042

框架结构的作用 043

现代的框架结构 044

第4章

拱，拱顶结构 045

砌筑拱的出现 046

砌筑拱的原理和应用 048

拱顶结构的发展 050

交叉拱 052

肋的造型 053

日本的拱结构 054

欧洲的木拱结构 056

铸铁拱 057

锻铁拱 058

钢铁拱 060

拱的造型——建筑 062

拱的造型——桥梁 064

第5章

穹顶，壳 065

砌筑穹顶的产生与发展 066

大穹顶的典范——万神庙 068

穹隅和角拱 069

文艺复兴的先驱——佛罗伦萨大教堂 070

圣彼得大教堂——改建与科学手法运用的开始 071

现代的穹顶、壳结构 072

壳的形状与力流 074

壳体结构的经典尝试 076

寻求更加自由的形状 078

折板结构的原理与实例 080

折板结构的造型 082

第6章

空间网架 083

空间网架 084

网壳结构形式 086

网格穹顶 088

空间网架的节点 090

古典式空间网架 091

木结构的空间网架，重复样式 092

第7章

索结构 093

索结构的产生与发展 094

索结构的原理——桥 096

近代的悬索桥 098

斜拉桥 099

悬索屋盖结构的产生与发展 100

悬索屋盖结构——各种组合方式 102

悬索屋盖结构的展开 104

拱与索进行组合——索拱结构 106

索拱结构的浪漫色彩 108

第8章

膜结构 109

向膜结构的挑战 110

充气膜结构的力学原理 112

充气膜结构的展开 114

非充气膜结构 116

第9章

塔 117

日本的塔 118

竞争高度的塔 120

宗教与塔 122

铁塔 123

塔式建筑的力和形状 124

参考文献 125

索引 129

导读节选

前言

本书从结构力学与结构设计的观点出发，对建筑的形式进行了阐述。在建筑领域中，结构扮演着两个重要角色。首先是要保证建筑的安全。建筑物需要抵御地震和台风的作用，为了使建筑物能够充分发挥其应有的功能，结构方面的知识和技术是必不可少的。

结构扮演的另外一个重要角色是对于建筑美学的贡献。建筑与雕塑不同，由于它是规模较大的实体，通常建筑物不可能像雕塑那样随心所欲地表现作者所期望的造型，而仅能实现与其所承受力的大小及力的作用原理相适应的造型。当然，也有通过直接或者间接展示结构中力的传递原理手法来实现建筑特有的优美造型的实例。

力与建筑造型之间的相互依存关系一直备受关注。本书旨在把力与造型之间的这种关系用浅显易懂的方式描述出来。

本书由川口和阿部编写，插图由松谷和川崎完成。

本书也适合有兴趣的初中、高中生阅读，对于建筑、结构方面的专家若通过阅读本书在某种程度上感到耐人寻味，有所收获，作者将不胜荣幸。

作者在执笔本书时参考了大量资料，为避免与同类书产生雷同倾向，作者尽力通过自己的思想和见解进行阐述。此外，对于已往涉足较少的部分日本传统建筑也进行了积极的考察，试图对先人们的技术与思想进行更深刻的理解。

希望本书能够被广大读者所喜爱，并且有助于对建筑和结构的理解。

川口卫

1989年12月

 

第1章 梁和柱

要想跨越一段距离时，最简单的方法就是将粗棒状的物体横置于两个支点之间。这种方法，我们的祖先恐怕在几万年前就已经知道了。在他们的原始生活中被风刮倒的树木偶然横跨在小河上，被当作圆木桥使用。从而将此方法作为渡河和跨越山谷的手段。

横架（水平放置）于支点之间的棒状物称为梁。梁是现代建筑以及桥梁结构中应用最广泛的构件之一。

为了把梁架设在一定高度上，就要借助于柱子。柱子是将棒状物竖直放置用来支承荷重的一种构件。柱子与梁都具有悠久的历史，也是现代建筑结构中使用最为普遍的一种构件。

 

梁的理论及应用

梁是最简单的结构体系。但是，人们在很久以前并不能够全面细致地掌握梁的受力情况。有关梁强度的科学研究是在17世纪前半叶，由伽利略开始的。其后，经过了反复的尝试、发现问题，大约在19世纪中叶，才大致了解了梁内部的力和变形情况。关于这方面的研究，主要是以擅长数学的法国学者及技术人员为中心进行的，在其他地区，研究相对迟缓。特别是英国，尽管通过产业革命向世界展示了其先进工业的发展，在当时却没有能够直接运用梁的理论进行设计的技术人员和科学工作者。1843年，罗伯特·斯蒂文生（乔治·斯蒂文生的儿子）开始寻求在跨度为400m的美那依海峡上建造可通行列车的大桥，即大不列颠桥[ 图1.2（a）]。幸运的是，到19世纪前半叶为止，一直使用的脆性铸铁在结构领域基本不使用了。取而代之被广泛使用的是延性很好的锻铁板，这在蒸汽装置的高压锅炉等中也是不可缺少的。斯蒂文生在得到熟知锻铁性质的造船工程师菲尔贝尔和材料力学专家荷吉金森的帮助后，开始了这座铁路桥的设计与研究。最初斯蒂文生考虑将此桥设计成索链桥（悬索桥的一种，参照94页），桥的重量由索链承担，用恰好可嵌入列车的箱形梁（箱形截面的梁，参照截面图）来防止易引起晃动的悬索桥的变形。往返两道桥身独立结构并列放置在相同的桥台上。箱形梁的上下两面作为抵抗弯曲应力的翼缘（参照下一页之后的内容），并开始将此应用于当时的船体结构。制作出带有坚固隔板的双层结构，其侧壁作为抵抗剪力的腹板，采用角钢加固的铁板。材料全部采用锻铁板，连接处使用铆钉。

对于梁的性质，斯蒂文生和他的同伴们在没有充分掌握理论背景的情况下，制作了1/6缩尺的模型，采用实验为主的方法，逐渐积累设计所需的知识。根据一系列实验，得知此箱形梁的刚度要大于预想刚度，作为独立的结构能够用于铁路桥，于是终止了采用索链进行悬吊桥梁的初始计划。因那时桥塔已根据所设定的高度施工完成，所以桥塔的形状就保留了下来。因此，此桥的3座桥塔，在结构上被描述为“无用的高塔”，但幸运的是，在造型上还看不出不太自然。假如在塔顶从一对小窗口向其他桥塔眺望，试着想象连接桥塔的索链群飘浮在空中、描绘成抛物线形的曲线幻象，也是一种乐趣（参照第7章克里夫顿桥的形态）。大不列颠桥直到1970年发生火灾不能使用为止，120多年间一直作为铁道桥使用。