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1、天然石材在建筑中的运用以及其构造原理与实例分析摘要:石材技术在建筑历史的长河中有着广泛的应用,天然石材构造原理，天然石材实例分析。天然石材是指从天然岩体中开采出来的，并经加工成块状或板状材料的总称。建筑装饰用的天然石材主要有花岗岩和大理石两大种。所谓大理石是指沉积的或变质的碳酸盐岩类的岩石，有大理岩、白云岩、灰岩、砂岩、页岩和板岩等。如我国著名的汉白玉就是北京房山产的白云岩，云南大理石则是产于大理县的大理岩，著名的丹东绿则为蛇纹石化硅卡岩。同样，作为石材开采的各类岩浆岩，如花岗岩、安山岩、辉绿岩、绿长岩、片麻岩等称之为花岗石。如北京白虎涧的白色花岗石是花岗岩，济南青
2、是辉长岩，而青岛的黑色花岗石则是辉绿岩。天然石材的放射性水平可分为A、B、C三类。A类产品可以在写字楼和家庭居室中使用，B类产品放射性程度高于A类，不可用于居室的内饰面，但可用于建筑物的内外饰面；C类产品放射性更高，只可用于建筑物的外饰面。天然石材中，放射性属A类的包括樱花红、将军红、台湾红、新疆红、石岛红、安溪红、枫叶红、西丽红、天山白麻、天山红和厦门红等；属于B类的包括印度红和桂林红等；属于C类的商品为永定红，而一些地方的杜鹃红，放射性水平就大于C类标准。曾有传言称，可以通过石材的颜色来分辨其放射性的高低。事实上，根据国家有关部门的测试，颜色并不能作为判断其放射
3、性的依据。如红色的石材放射性就有高有低，杜鹃红、南非红、印度红等较高，有的是B类、C类，而大量的红色石材，如安溪红、枫叶红就是A类产品。总之，石材的放射性需要以有关单位检测的数据为准。1石材的传统与现代运用1.1传统建筑中的石材运用也许人类自从有了建造的欲望,就开始和石材有了不解之缘,同时发展了自己独有的加工工具.在现代建筑之前,一部西方建筑史可以说就是一部石头建筑的历史.古埃及人在没有机械设施的前提下,利用跨度7~8m、36t重的石板形成拱结构,创造了胡夫金字塔的精准(金字塔底边方形的南北2条边长度仅相差0·09%,东西2条边仅相差0·03%,地面对角线两端在平面
4、高度上仅差0·004%),他们是如何开采、运输、精密安装呢?到现在仍然是一个谜;古希腊人利用潘泰列孔山上的大理石建造了雅典卫城,柱式建筑从此影响了整个欧洲的建筑历史;而哥特式建筑突破结构常规,骨架券和飞扶壁的运用使建筑结构近似框架,不但节省了石料,而且满足了各种建筑平面形式的需求,建筑理性和感性达到了有机的交织与融合.中国传统建筑虽以木框架结构闻名天下,其石工水平也堪称一绝,并被大量应用在塔、桥、亭等单体建筑以及台阶、柱础、栏杆等局部构件上.故宫(公元1406-1420年)保和殿后的丹陛桥,是用一整块石料在现场雕刻而成,而在其原材料运输过程中,不但耗费了大量的人力和
5、马车,而且还要借助冬季向地面泼水形成的冰道才运到京城的;而对于那些大量盛产石材的地区,采用本地的建筑材料建造房屋是十分自然的事,因此也诞生了许多精美的民间石建筑,像明清时期建造的贵州民居石板房、泉州的石结构民居、烟台栖霞牟氏庄园(建于清雍正年间)(见图1)等.1.2现代建筑中的石材运用现代建筑中,虽说几乎是钢筋混凝土一统天下,但也不乏石材运用的佳作出现,而且随着世界建筑多元化局面的出现,一些建筑师突破现代建筑的常规,重视建筑技术及其材料的表现,并将其与建筑艺术有机的融合,使石材呈现出现代性的特征.例如,日本青年建筑师隈岩吾(KengoKuma)在其一系列的作品中,不
6、断尝试对于木材、纸、竹子、石材甚至塑料的创新运用,通过对这些并不多见的技术的不断实验和尝试,建筑师成功地塑造了其在建筑材料使用上的国际声誉,技术服务于艺术并且表达着艺术.在其石材美术馆(见图2)作品中,通过和白井石材这一石材业主的沟通,得知了石材可以比较轻松地加工成格栅,建筑最后采用组长1500mm,截面是40mm×150mm的芦野石做格栅,并通过间距1500mm的带锯齿形沟槽的石柱固定,形成了独特的外墙肌理和遮阳效果.而且,该建筑还采用了厚度仅6mm的透光大理石,产生了独特的光影和空间效果.2构造原理及实例分析由于石材加工和运用的传统手工特征,造成了石材技术表面上
7、的“低技”现象,加上钢筋混凝土、钢材、玻璃等新技术的冲击,似乎只有钢和玻璃的结构和表现才能称得上高技术,也只有像蓬皮杜中心这样标新立异的建筑才能成为高技派的代表.实际上,随着工业化和信息化技术的发展,技术对于建筑设计领域的介入是全方位的,自然也影响到对于石材技术的加工和运用,尤其是数控技术的出现,使石材的加工趋向精致,施工更加准确.因此就使现代石材呈现出某种高技的特征.首先,随着诸如多刃锯、单刃锯、金属线锯、圆锯等切割以及打磨工具的改进,石材现在能被加工成几毫米厚的超薄板,直至演变成透明板材.而利用超薄板材做表面材料,背面可以粘上诸如铝制蜂窝状结构等材料,又能形
