4.4     穹顶结构

巴克敏斯特·富勒（Buckminster Fuller，1895-1983）是一位出身于美国的伟大的结构学家，他的名字经常与一些光荣的事物相联系。有关他的称号不胜枚举，例如思想家、哲学家、数学家、物理学家、建筑家、技术专家等等，巴克敏斯特·富勒在1940年晚期，基于球形表面的三角形发明了穹顶理论（图5-23）。要想理解富勒穹顶，就必须学习他的结构哲学。巴克敏斯特·富勒总是站在系统的高度去思考局部的问题，巴克敏斯特·富勒的基本思想是：虽然由局部构成了整体，并对局部非常了解，却不一定能够了解整体，但是如果了解了整体，就一定能够了解局部。如果把三个正三角形的顶点和它们的每一条边都靠在一起，就会如图5-23(1)所示，在下面出现一个新的三角形。就是说，出现了“1+1+1= 4”的事实。三角形反应的是最小的努力、最小的系统、最小的多边形、最小的多面体、最小的概念、最小的思考，结果当然也就形成了最牢固的结构（即三角形的稳定性原理）。巴克敏斯特·富勒的结构设计思想是“用最少的东西，做更多的事情”，“所要做的东西，要尽量的轻，轻，再轻，一克一克的减轻”。由交叉、偏移的平行圆拱系统组成的钢材薄屋顶已经用在了飞机修理库、大型运动场和其它的长跨度应用方面。

图5-23(1)

图5-23(2)

图5-23(3)

20世纪后期，贝聿铭（I.M. Pei）按照这些形式在纽约市设计、建造了嘉维特议会中心（1986年）（彩图1-52），墙和屋顶都是由钢材空间骨架组成。

蒙特利尔展览会采用了巴克敏斯特·富勒（Buckminster Fuller）的网格球顶建造了美国大帐蓬（1967年）（彩图1-53）。

彩图1-53(1)

彩图1-53(2)

彩图1-53(3)

斯维尔德鲁普（Sverdrup）在路易斯安那州设计了钢材薄壳超级圆屋顶（1975年）。穹顶结构在世界范围内得到了广泛采用，如今全世界大约有20万以上的穹顶结构建筑物。