建筑穹顶发展

古典建筑之美——建筑穹顶建筑穹顶发展第1页目录catalogue穹顶建筑发展及演变穹顶建筑实例分析穹顶建筑观赏建筑穹顶发展第2页穹顶建筑缘起——拱券技术拱券之于古代西方建筑作用就像斗拱之于中国建筑。都是两种体系中最精华部分。古代东西方都无法造出宽大平屋顶原因就是没有找到能够支撑巨大平屋顶结构体系或者材料。于是古代中国人用梁柱框架加斗拱营造巨型大坡木屋。古代西方人用拱券结构建造他们宏伟恒久穹窿石屋。拱券是一个建筑结构。简称拱，或券，又称券洞、法圈、法券。它除了竖向荷重时含有良好承重特征外，还起着装饰美化作用。其外形为圆弧状，因为各种建筑类型不一样，拱券形式略有改变。半圆形拱券为古罗马建筑主要特征，尖形拱券则为哥特式建筑特征，而伊斯兰建筑拱券则有尖形、马蹄形、弓形、三叶形、复叶形和钟乳形等各种，拱券结构是罗马最大成就之一。建筑穹顶发展第3页发展背景

新材料新技术出现，能够促进建筑发展。罗马人在长久建筑实践过程中发觉火山喷发出来灰尘，在这之中夹杂着石灰和碎石，经过水浇之后，产生了板结现象，十分坚固，而且不透水。伴随混凝土出现，人们利用这种新材料建造出了大跨度拱券和拱顶，也逐步代替了石块在建筑中利用。伴随拱券、穹窿这些新技术出现，设计师能功效愈加自由灵活进行设计，设计出跨度更大空间结构，这是古希腊建筑中梁板结构所不能比拟。建筑穹顶发展第4页古罗马时期拱券主要有三种形式：1.筒形拱2.交叉拱建筑穹顶发展第5页3.穹窿

穹窿是拱旋转一圈形成结构。一个建筑结构，又称穹顶、拱顶、圆顶，常指宽大厅堂上空所修筑成圆球形和多边曲面屋顶盖，有中央留有圆洞供采光用。它是古罗马建筑和文艺复兴时期建筑主要造型特征。内表面呈半球形或近乎半球形多面曲面体顶盖，古代多用砖、石、土坯砌筑。穹窿，文艺复兴时成熟，巴洛克以后繁荣建筑穹顶发展第6页建筑穹顶发展第7页1.、古罗马时期——拱普及，交叉拱、十字拱大发展

拱券结构是罗马最大成就之一。利用筒拱、交叉拱、十字拱、穹隆和拱券平衡技术，创造出拱券覆盖单一空间，单向纵深空间，序列式组合空间等各种建筑形式。创造出一整套复杂拱顶体系。以万神庙（又叫潘泰翁pantheon）为例，是单一空间、集中式构图建筑代表，也是罗马穹顶技术最高代表。其平面与剖面内径都是43.3m，顶部有直径8.9m圆洞。利用筒拱、交叉拱、十字拱、穹隆和拱券平衡技术，创造出拱券覆盖单一空间，单向纵深空间，序列式组合空间。建筑穹顶发展第8页建筑穹顶发展第9页古罗马巴西利卡拉丁十字巴西利卡巴西利卡:长方形大厅纵向柱子划分为几长条空间中厅高，两侧高窗采光建筑穹顶发展第10页建筑穹顶发展第11页建筑穹顶发展第12页建筑穹顶发展第13页2、拜占廷时期（4-15世纪，地中海东部地域）——穹顶相对到达鼎盛发展了古罗马穹顶结构和集中式形制，帆拱、鼓座、穹顶相结合，创造了穹顶支撑在四个或更多独立柱上结构方法和穹顶统率下集中式型制建筑。多为饱满穹顶高举在拉长鼓座之上，统率整体形成中心垂直轴线，形成集中式构图。在四面对着帆拱下大尖券砌筒形拱，于中央穹顶平衡四面筒形拱等长；或四臂用穹顶代替筒拱，来抵挡侧推力。代表实例为君士坦丁堡圣索菲亚大教堂。

建筑穹顶发展第14页建筑穹顶发展第15页建筑穹顶发展第16页3、西欧中世纪（罗马复兴与哥特时期5-15世纪）——骨架券和独立飞券使用，尖拱与尖顶崛起穹顶建筑又有了新一步发展。首先是骨架券使用，框架式骨架券作拱顶承重构件，筒形拱被骨架券横分成段落，其余填充维护部分减薄，使拱顶减轻，构图上把拱顶和墙墩联络起来，并使拱顶和其余部分有共同尺度，表现拱顶半圆形几何形状，看上去饱满有张力。然后是独立飞券使用，骨架券把拱顶荷载集中到间十字拱角，可用独立飞券在两侧凌空越过侧廊上方，在中厅每间十字拱斗角起角抵住他侧推力，侧廊拱顶高度降低，和骨架券共同组成框架式结构。建筑穹顶发展第17页建筑穹顶发展第18页建筑穹顶发展第19页建筑穹顶发展第20页建筑穹顶发展第21页建筑穹顶发展第22页4、文艺复兴时期（14-16世纪）——借鉴和独创穹顶大致是双圆心；用骨架券结构，穹顶分里外两层，中间为空，使用了鼓座，把穹顶全部表现出来。以佛罗伦萨主教堂为代表，更多借鉴了哥特式格调，甚至阿拉伯格调，穹顶大面依靠在主次券连成一个很稳定骨架结构上，下半是石头砌，上半部分为砖砌。穹顶底部有一根铁链，近三分之一高度有一根木箍，以抵挡穹顶侧推力，最知名穹顶结构建筑为梵蒂冈圣彼得大教堂。建筑穹顶发展第23页建筑穹顶发展第24页建筑穹顶发展第25页穹顶建筑实例万神庙地理历史信息地理位置：位于意大利首都罗马圆形广场北部，是罗马最古老建筑之一，也是古罗马建筑代表作。建筑缘由：为了纪念早年奥古斯都（屋大维）打败安东尼和克里奥帕特拉（埃及艳后），由奥古斯都大帝女婿、屋大维副手、曾先后三任罗马总督马尔库斯·维普萨纽斯·阿格里帕于公元前27年主持，在罗马城内建造了一座庙，献给“全部神”，因而叫“万神庙”。

过往经历：公元80年被焚毁。以后最喜欢做建筑设计阿德良皇帝（117～138年在位）把它重建（120～124年）。

建筑穹顶发展第26页万神庙穹顶这个古代世界最大穹顶直径43.3米，正中有直径8.92米采光圆眼，成为整个建筑唯一入光口。按照当初观念，穹顶象征天宇。可能寓意着神世界和人世界某种联络。从园洞进来柔和漫射光，照亮空阔内部，有一个宗教宁谧气息穹顶外面覆盖着一层镀金铜瓦。（公元8世纪时，教皇格里高利三世（GregoryⅢ）用铅瓦覆盖）四面墙壁厚达6.2米，外砌以巨砖，但无窗无柱。

建筑穹顶发展第27页穹顶材料：混凝土，砖，其中混凝土用浮石作骨料。建筑方法：大约是先用砖沿球面砌几个大发券，然后才浇筑混凝土。这些发券作用是，能够使混凝土分段浇筑，还能预防混凝土在凝结前下滑，并防止混凝土收缩时出现裂缝。为了减轻穹顶重量，越往上越薄，下部厚5.9米，上部1.5米。而且在穹顶内面做五圈深深凹格，每圈28个。世界纪录保持者：

直径为43.4米万神庙大圆顶世界纪录，直到1960年才被在罗马所建直径达100米新体育馆大圆顶打破。建筑穹顶发展第28页穹顶特点：沿圆柱外部能够清楚看到被建造在墙内受限穹顶，在与圆顶拱端托相同高度处，是经典阶梯式加固环。

穹顶内表面作凹格以减轻重量，共5排,每排28个。墙上除大门外有7个凹室,也能起降低施工量作用。墙里和穹顶里都有砖券，结构作用不显著，可能出于施工需要。

罗马穹顶缺点：

穹隆顶自重大，需要连续承重墙来抵挡穹顶侧推力。所以，承重墙很厚而且不宜大面积开窗，影响室内采光，不足较大。

建筑穹顶发展第29页建筑穹顶发展第30页穹顶建筑实例1.建筑规模教堂主体呈长方形希腊十字布局，占地面积近8000平方米，前厅有600多平方米，中央大厅则达5000多平方米。巨大圆顶直径达33米，离地高55米。当前，圣索菲亚大教堂已经成为世界上最著名教堂之一。圣索菲亚大教堂东西长77米，南北长71.7米，靠近正方形平面，有一座中殿和两条长侧廊，中央大穹窿直径32.6米，穹顶距地54.8米，有40条砖起肋筋，架设于4个7.6米宽大柱墩上。圣索菲亚大教堂建筑穹顶发展第31页圣索菲亚大教堂（公元五世纪，查士丁尼统治时期）（现名阿亚索菲亚博物馆）位置君士坦丁堡（现今土耳其伊斯坦布尔），因其巨大圆顶而闻名于世，是一幢“改变了建筑史”拜占庭式建筑典范。建筑穹顶发展第32页它做法是，在四个柱墩上沿方形平面四边发券，在四个角上各造一个三角形球面，它们在四个大券顶点位置形成一个水平环，在环上便能够砌筑穹顶。为了深入完善集中式形制外部形象，又在4个券顶点高程水平切口上再砌半圆形穹顶。在深入，则先在水平切口上砌一段圆筒形鼓座，穹顶砌在鼓座上端。建筑穹顶发展第33页建筑穹顶发展第34页此穹顶混凝土内空隙很大、很轻，比起古罗马自重较大穹顶，是一个很大进步建筑穹顶发展第35页佛罗伦萨主教堂圣母百花大教堂花之圣母大教堂建筑穹顶发展第36页

整个建筑群中最引人注目标部分是那个鲜艳赭红色超百分比中央穹顶，以压倒性姿态统领全局。该穹顶本身工程历时十四年，完成于1434年，不含采光亭顶高91米，含采光亭共114米。穹顶基部呈八角形，穹顶平面直径达45米，基座以上是八面都开有圆窗鼓座。野心勃勃建筑委员会当年奠立了这个超级庞大基座，不过并不知道怎么才能将其上穹顶完成。建筑穹顶发展第37页1、结构技术：结构为了突出穹顶，砌了12m高一段鼓座。把这么大穹顶放在鼓座上，这是空前未有。即使鼓座墙厚到4．9m，还是必须采取有效方法减小穹顶侧推力，减小它重量。伯鲁乃列斯基方法是：先制作骨架。一，穹顶轮廓采取双圆心矢型；二，用骨架券结构，穹面分里外两层，外壳薄内壳厚，中间是空。这两点显然不但借鉴了古罗马经验，而且也借鉴了哥特式建筑经验，但它却是全新创造。在8边形8个角上升起8个主券，8个边上又各有两根次券。每两根主券之间由下至上水平砌9道平券，把主券、次券连成整体。大小券在顶上由一个8边形环收束。环上压采光亭。这些都由大理石砌筑。佛罗伦萨主教堂穹顶外观造型：主教堂穹顶呈尖矢形而不是半圆，借鉴了拜占庭经验，在穹顶之下加了一段高达12米鼓座，即使有违建筑师初衷，不利于抵抗侧推力，但却能把穹顶举得很高。在拜占庭建筑格调影响下，伯鲁乃列斯基为穹顶表现作了探索，不但加了一段鼓座，又采取尖矢形把穹顶向上拉高，取得了饱满、充盈着张力穹顶，成了大教堂构图中心，高高耸向天际，这是个崭新富有纪念碑气质形象。建筑穹顶发展第38页建筑穹顶发展第39页圣彼得大教堂16世纪，教皇朱利奥二世决定重建圣彼得大教堂，并于15破土开工。在长达1重建过程中，意大利最优异建筑师伯拉孟特、米开朗琪罗、德拉·波尔塔和卡洛·马泰尔相继主持过设计和施工，直到1626年11月18日才正式宣告落成，称新圣彼得大教堂。1870年以来主要宗教仪式均在此举行。为文艺复兴式和巴洛克式建筑格调，属世界最大教堂。

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穹顶直径41.9米，万神庙（43.3米）内部顶点高123.4米，周长41米，位于四个强大拱券上，这些拱券位于四根柱墩上。整个穹顶只有“肋架”采取石料，其它部分都用砖砌筑，最终在大穹顶外包砌一层大理石装饰。此时穹顶，已经是非常饱满球体了。

特点：

确立了文艺复兴时期圆顶经典特征：一个纯粹球状外形，肋材构架使用，双壳结构，以及支承肋架结构所产生集中推力鼓座。建筑穹顶