李宇清 浙江省嘉兴市建筑工业学校 314000
一、前言
职高数学课程是职高数学中的一门重要基础课程,是许多专业课开展基础。职高数学教育是以培养技术应用性人才为根本任务,以培养技术应用能力为主线的教育。而建筑专业中的“建筑力学”、“建筑测量”、“建筑制图与识图”等方面都与数学有着千丝万缕的联系,这就需要学生具有实的数学功底,将数学与建筑专业知识相结合,才能专业学习上得到更好的发展。二、数学与建筑的关系
(一)数学使建筑变得简便、精准
职高数学包含数理统计、概率论、几何等内容,通过对这些数学内容进行学习,可以更好的对建筑专业中的弯矩及挠度计算提供了便利 通过数学中弧长微分与曲率的计算,可以更好的对建筑荷载作用下梁的弯曲程度进行详细的计算。而职高数学中的概率论、数理统计等内容在建筑设计、建筑结构、建筑施工等方面都有着广泛的应用。(二)数学使得建筑变得美观
数学作为一种客观美的反映,其通过与建筑相融合,从而为世界创造出一种和谐美。建筑是伴随着人们对于功能和美感的需求而产生与发展的,其主要是通过对土地、材料进行组合堆积而成的,其从设计到施工再到整体建筑的完成无不体现出数学的重要性。(三)数学使得建筑计算变得精确、完美
任何建筑物从刚开始的设计到完工都需要经过进行精确的计算,从而使得失误率降到最低,以此来体现出数学对于建筑的重要性。三、职高数学与建筑专业的结合
(一)函数
(1)函数曲线变换许多现代建筑师在设计建筑时以纯粹的数学方程来对建筑空间进行设计,通过函数曲线的连续变化来对空间形态进行逻辑确定。例如:赫尔佐格&德梅隆在对170m高的巴塞尔罗氏制药塔楼设计中就通过采用了一种全新的形态发展方式:将两条相同直径的螺旋线根据函数定义将其沿着相反的方向进行延伸,使得其进行交叉叠合从而确定了建筑形态的几何框架,而依附在螺旋线框架上的玻璃曲面形成了限定的形体。由此可见函数表达式已然成为了建筑形体生成的基础。
(2)旋转与螺旋
螺旋作为常见的一种形态,却有着较为精确的数学原理,通过采用简单的旋转原理即可设计出惊人的螺旋造型。例如:马岩松通过利用微分同胚旋转在56层的“玛丽莲?梦露”大厦中设计出每层旋转1度至3度的椭圆形平面,从而通过扭转形成具有柔美的动感曲面。
(二)几何
随着科学技术与计算机技术的发展使得建筑中几何由简单多面体的应用转变为对多面体进行复杂的组合与编辑,从而产生出有别人正常的不规则体量,以此来呈现出一种具有陌生而带有强烈视觉冲击的艺术感。例如:库哈斯在设计波尔图音乐厅时,其通过对一个混凝土多面体进行增减与削切,从而给人们呈现出一个复杂多变的折面,只有当从各个角度对整个建筑面进行观看时,才能真正的对这个建筑有所理解,给人们带来了一种强烈的视觉挑战。建筑对于库哈斯来讲不仅仅只是一个简单的容器,而且一个能影响社会事件的集合体。OMA(Object Management Architecture)通过复杂的内部空间与独特的建筑造型相结合,从而呈出多变的建筑造型与变幻的城市景色交相辉映的画面感,以此来满足信息时代城市景观的内在需求。(三)面
(1)连续折面连续折面作为当代建筑中较为突出的特征之一,其主要是通过空间连续从而呈现出一种流动感。因此,当代建筑的构造方法正逐渐从“四维分解”转化成“四维连续”。所谓的四维连续是指通过连续折叠从而形成具有开放性、流动性的空间。通过采用四维连续的构造方法打破了传统建筑中“层”的概念,并且提高了建筑空间的可塑性和延展性。例如:阿萨迪多电影院设计师通过采用连续折叠的构造方法对垂直界面进行连续性操作,从而使得影院地面产生折叠,并且与内部空间相结合形成连续折叠而光滑的建筑形式。
(2)自由曲面
建筑师们一直以来都对自由曲面有着较高的关注度,尤其是随着数字技术的发展与成熟,从而促进了数字化设计方法的发展。在建筑领域中,建造师通过利用自由曲面建造出各种带有视觉冲击的建筑物,例如:莫斯设计在其设计的绿伞表演厅中加入了一个通过三维扭动曲面而形成的玻璃标志作为表演厅的入口,给人以全新的视觉冲击。同时,针对这个像水晶玻璃瀑布般的自由曲面玻璃天棚,建筑师通过采用计算机对曲面形态进行了精确地控制和调整。