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摘要： 生物在大自然的长期的进化过程中，身体结构近乎完美。我们通过对自然的模仿创造出合理、经济、高效的结构体系，这是结构仿生的目的。建筑的结构仿生是建筑设计的重要发展方向之一，它不但体现了的技术与艺术的结合，而且体现了的是自然与建筑和谐共生。大跨度建筑具有结构复杂，使用功能也复杂，对于公共建筑的大跨度建筑对建筑的造型也有独特的要求，因此选用合理的建筑结构对于大跨度建筑显得尤为重要。建筑的结构仿生为大跨度建筑设计提供了新的思路，对结构仿生在大跨度建筑设计中的应用分析研究具有重要的现实意义。
关键词： 仿生结构，建筑，大跨度
【中图分类号】TU201. 5【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2018）01-0049-01
1 结构仿生方法应用
结构仿生方法的应用主要有以下三方面的应用：仿生结构设计、仿生材料研究、仿生系统开发。模型研究和计算机模拟为主的方法是结构仿生应用的具体方法。
2 仿生结构设计
仿生结构设计以生物为原型，通过对生物原型或是生物原型的某些特性的模仿，为设计的结构提供灵感和依据。
仿生结构的设计同样广泛应用。例如，人们通过对蜻蜓飞行的模仿，对其比例结构的研究，发明了飞机的雏形。再到后来人们发现鸟的体积很大而重量很轻源于鸟类空心骨骼的独特构造，科学家受到此启发，利用高科技复合材料制造了超轻机翼，即源于鸟的空心骨骼。再如科学家对长期生活的在土壤中的动物如穿山甲、蛆叫进行分析，发现他们长期生活在粘湿的土壤中，皮肤却很少粘土，这是由于这些生物的表面有一种柔性非光滑的表皮这种特殊的构造，人们在大型机械盾构机的设计中模仿了这种构造，最大限度的减少了盾构机机身的粘土量，增加了盾构机的工作效率。
同样建筑对结构有很多要求，大跨度建筑更是如此，比如说跨度、强度、形态等。仿生结构因为对生物原型的模仿，一般也具备了生物模型的优良性能，如受力性能好、材料的强度大、稳定性能好等优点，在建筑领域尤其是大跨度建筑设计领域有着广泛的应用。大跨度建筑中采用的索膜结构、拱结构、网壳结构、充气结构等都是仿生结构设计的产物。
德国著名建筑师和工程师奥托设计的蒙特利尔博览会上的德国馆采用的是网索结构体系，灵感来源于蜘蛛网，整个网索结构想帐篷一样覆盖整个德国馆，网索支撑着涂有PVC塑料面层的覆盖物。此外奥托设计的德国奥运会的奥林匹克中心也是采用这种结构，由网索支撑的帐篷似覆盖物覆盖体育场、体育馆、游泳馆设施，是其成为整体，不但结构合理，而且取得了经济和造型的双赢。索网结构一般应用在大型临时性建筑时较多。
3 仿生材料研究
仿生材料的研究是研究结构仿生的一个重要分支，是从微观层面上对生物的一种仿生研究，进而使仿生材料具有生物材料的优秀特征，更好的为我们服务。
结构仿生材料近年来得到快速发展，许多新兴的结构仿生材料不断的出现。尤其是应用仿生技术的很多符合形材料，表现出了极强的结构性能。再如有人对骨的微观结构加以研究，由此建立了人工骨内部结构模型，保证了空隙间的导通性，较好地模拟了与人体骨组织结构相似的空隙结构特征，能够满足人体的生物力学需要和新陈代谢需要。
由于仿生材料的优秀特征，建筑领域对材料的需求大，要求高，所以仿生材料在建筑领域广泛的应用。自然界中的蜜蜂以极少的材料消耗，构筑成了极为坚固的蜂窝。人们受其启发发明了蜂窝纸芯。蜂窝纸芯又能与多种材料形成复合材料，如在蜂窝纸芯的两面或一面粘接箱板纸或胶合板、单瓦楞纸板等可制成蜂窝纸板或蜂窝结构复合材料。这类型的复合材料成本低、耗材少、重量轻，而结构特性又很好，具有很高的经济性和市场潜力。将蜂窝纸板及其复合材料应用于大跨度建筑设计中，既能满足结构的受力需求，又能比传统材料节约资源和成本，取得环保节能的效应的同时在经济上也取得效益。
4 仿生系统开发
仿生系统的开发近来来随着科学技术的进步，取得了迅猛的发展，各种仿生系统被开发和应用。
仿生系统开发在许多高科技领域中有应用。例如微型飞行器。微飞行器（MAV， MicroAerial Vehicle）概念起源于20世纪90年代初，由于微型飞行器具有体积小、质量轻的飞行平台优势，因而在军事侦测、环境监控等领域具有十分广阔的应用前景。其中，微扑翼飞行器是主要的发展方向。微扑翼飞行器是一个综合了动力、传动、空气动力、材料子系统的系统，各个子系统的关系复杂。人们于对苍蝇、蜻蜓等生物的飞行系统进行研究，用以指导设计。随着生态建筑和绿色建筑理念的兴起，建筑所包含的系统越来越多，越来越复杂。由于結构仿生具有整合创新的特性，所以结构仿生在生态建筑和绿色建筑的领域的应用的前景也值得看好。
4 结语
结构仿生在大跨度建筑设计中的应用研究具有重要的研究价值：一方面可以为大跨度建筑提供理性指导，使建筑设计符合结构逻辑，同时具备生物系统的一些优秀特性。另一方面，它可以在一定程度上将大跨度建筑的建筑设计和结构设计相整合，避免出现两者的脱节。
参考文献
[1]王莉英，结构仿生建筑的形体生成及空间特征研究，重庆大学硕士论文，2oog
[2]斯科台克（Schodek，D.L.），罗福午等译，建筑结构一一分析方法及其设计应用，北京：清华大学出版社，2005
[3]刘先觉，仿生建筑文化的新趋向，世界建筑，1994（4）
作者简介：姓名，林海伟（1995-至今），性别，男 ，民族，汉， 籍贯，浙江 ，学历本科 ，职称，研究方向，建筑学
关键词： 仿生结构，建筑，大跨度
【中图分类号】TU201. 5【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2018）01-0049-01
1 结构仿生方法应用
结构仿生方法的应用主要有以下三方面的应用：仿生结构设计、仿生材料研究、仿生系统开发。模型研究和计算机模拟为主的方法是结构仿生应用的具体方法。
2 仿生结构设计
仿生结构设计以生物为原型，通过对生物原型或是生物原型的某些特性的模仿，为设计的结构提供灵感和依据。
仿生结构的设计同样广泛应用。例如，人们通过对蜻蜓飞行的模仿，对其比例结构的研究，发明了飞机的雏形。再到后来人们发现鸟的体积很大而重量很轻源于鸟类空心骨骼的独特构造，科学家受到此启发，利用高科技复合材料制造了超轻机翼，即源于鸟的空心骨骼。再如科学家对长期生活的在土壤中的动物如穿山甲、蛆叫进行分析，发现他们长期生活在粘湿的土壤中，皮肤却很少粘土，这是由于这些生物的表面有一种柔性非光滑的表皮这种特殊的构造，人们在大型机械盾构机的设计中模仿了这种构造，最大限度的减少了盾构机机身的粘土量，增加了盾构机的工作效率。
同样建筑对结构有很多要求，大跨度建筑更是如此，比如说跨度、强度、形态等。仿生结构因为对生物原型的模仿，一般也具备了生物模型的优良性能，如受力性能好、材料的强度大、稳定性能好等优点，在建筑领域尤其是大跨度建筑设计领域有着广泛的应用。大跨度建筑中采用的索膜结构、拱结构、网壳结构、充气结构等都是仿生结构设计的产物。
德国著名建筑师和工程师奥托设计的蒙特利尔博览会上的德国馆采用的是网索结构体系，灵感来源于蜘蛛网，整个网索结构想帐篷一样覆盖整个德国馆，网索支撑着涂有PVC塑料面层的覆盖物。此外奥托设计的德国奥运会的奥林匹克中心也是采用这种结构，由网索支撑的帐篷似覆盖物覆盖体育场、体育馆、游泳馆设施，是其成为整体，不但结构合理，而且取得了经济和造型的双赢。索网结构一般应用在大型临时性建筑时较多。
3 仿生材料研究
仿生材料的研究是研究结构仿生的一个重要分支，是从微观层面上对生物的一种仿生研究，进而使仿生材料具有生物材料的优秀特征，更好的为我们服务。
结构仿生材料近年来得到快速发展，许多新兴的结构仿生材料不断的出现。尤其是应用仿生技术的很多符合形材料，表现出了极强的结构性能。再如有人对骨的微观结构加以研究，由此建立了人工骨内部结构模型，保证了空隙间的导通性，较好地模拟了与人体骨组织结构相似的空隙结构特征，能够满足人体的生物力学需要和新陈代谢需要。
由于仿生材料的优秀特征，建筑领域对材料的需求大，要求高，所以仿生材料在建筑领域广泛的应用。自然界中的蜜蜂以极少的材料消耗，构筑成了极为坚固的蜂窝。人们受其启发发明了蜂窝纸芯。蜂窝纸芯又能与多种材料形成复合材料，如在蜂窝纸芯的两面或一面粘接箱板纸或胶合板、单瓦楞纸板等可制成蜂窝纸板或蜂窝结构复合材料。这类型的复合材料成本低、耗材少、重量轻，而结构特性又很好，具有很高的经济性和市场潜力。将蜂窝纸板及其复合材料应用于大跨度建筑设计中，既能满足结构的受力需求，又能比传统材料节约资源和成本，取得环保节能的效应的同时在经济上也取得效益。
4 仿生系统开发
仿生系统的开发近来来随着科学技术的进步，取得了迅猛的发展，各种仿生系统被开发和应用。
仿生系统开发在许多高科技领域中有应用。例如微型飞行器。微飞行器（MAV， MicroAerial Vehicle）概念起源于20世纪90年代初，由于微型飞行器具有体积小、质量轻的飞行平台优势，因而在军事侦测、环境监控等领域具有十分广阔的应用前景。其中，微扑翼飞行器是主要的发展方向。微扑翼飞行器是一个综合了动力、传动、空气动力、材料子系统的系统，各个子系统的关系复杂。人们于对苍蝇、蜻蜓等生物的飞行系统进行研究，用以指导设计。随着生态建筑和绿色建筑理念的兴起，建筑所包含的系统越来越多，越来越复杂。由于結构仿生具有整合创新的特性，所以结构仿生在生态建筑和绿色建筑的领域的应用的前景也值得看好。
4 结语
结构仿生在大跨度建筑设计中的应用研究具有重要的研究价值：一方面可以为大跨度建筑提供理性指导，使建筑设计符合结构逻辑，同时具备生物系统的一些优秀特性。另一方面，它可以在一定程度上将大跨度建筑的建筑设计和结构设计相整合，避免出现两者的脱节。
参考文献
[1]王莉英，结构仿生建筑的形体生成及空间特征研究，重庆大学硕士论文，2oog
[2]斯科台克（Schodek，D.L.），罗福午等译，建筑结构一一分析方法及其设计应用，北京：清华大学出版社，2005
[3]刘先觉，仿生建筑文化的新趋向，世界建筑，1994（4）
作者简介：姓名，林海伟（1995-至今），性别，男 ，民族，汉， 籍贯，浙江 ，学历本科 ，职称，研究方向，建筑学