通過效仿自然，我們應用簡化了的蛋殼——空間網架，作為建筑的骨架，充分利用了弧形薄殼良好的整體承力性能。同時，與悉尼歌劇院外觀是殼體結構，實際上是鋼筋混凝土拱肋結構不同的是，國家大劇院踐行了“外觀即結構”的設計理念，不但從結構和受力上效仿了蛋殼，而且在外觀上通過采用玻璃和鈦金屬飾面，將一個完美的橢球形形體、一顆璀璨的“湖中明珠”呈現在了我們面前（見圖5）。
　　總之，薄殼結構的大空間、避免應力集中等的優越性在國家大劇院中得到了完美的體現，使得大劇院達到了它所預期的傳統與現代、浪漫與現實的有機組合的效果。同時成就了這個世界上最大的穹頂、這個北京最深的建筑、這座“城市中的劇院，劇院中的城市”。
　　
　　圖4國家大劇院的空間網架——頂環梁的分配力機制圖5國家大劇院外觀
　　當然薄殼類的仿生建筑也并不一定要規則對稱。事實上，正如前述，只要結構的傳力路徑簡捷合理，那么這樣的結構就是優秀的結構。由此我想到了法國國家工業與技術中心。它的整體結構造型就像一個倒扣的貝殼，其造型非常獨特（見圖7）。這幢坐落在巴黎的陳列館平面為三角形，每邊跨度218米，殼頂高出地面48米，總建筑面積達90000平方米。整個殼體采用一種“細胞狀結構”，每個細胞均有孔洞，用以通風和平衡溫度時差的變化。[6]殼體采用分段預制的雙層雙曲薄殼，雙曲薄殼之間用預應力鋼筋混凝土相連，從單層到雙層無疑是在生物殼基礎上的改進和優化，同時再加之鋼筋混凝土材料的支撐，進一步提高了曲殼結構受壓性能。另外，建筑的頂部用一個特殊的構件把幾組殼體連為了一體，并把荷載傳遞到了三個棱柱形的支柱上。很難想象，這幢擁有當時全世界最大的水泥蒼穹的建筑只有三個支撐點，而且盡管它的大跨度空間幾乎可罩住巴黎協和廣場，但它采用的混凝土殼層的厚度僅為12cm！從這個不可思議的純粹現代主義的建筑中，我們進一步體會到了曲殼結構的無窮魅力。
　　
　　圖7法國國家工業與技術中心與貝殼
　　大自然一次次地提醒我們，不一定用料多才安全可靠（蛋殼的厚度也僅為幾毫米），也并不需要為了建筑的某種造型就一定要犧牲結構的合理性，相反，建筑安全可靠的關鍵是傳力的合理，有機的結構與新穎的形式可以相互共生。讓每一個構件，每一個細部都各司其職，各盡其能，才是我們不斷追尋的目標。
　　2.3筒殼結構——高聳建筑與抗風
　　筒殼又稱為柱面薄殼，它是單向有曲率的薄殼，由殼身、側邊緣構件和橫隔組成。
　　我們都有這樣的常識：一張紙，如果將其立起來，它是幾乎不能承受豎向力的。而如果將其卷成筒狀，那么它的軸向承載力就會顯著提高。力學的奠基人伽利略也對這種中空體做過研究，他在《關于兩門新科學的對話與數學證明對話集》說道：“我想再談幾句關于空中或中空的固體的抗力方面的意見。這種物質可以不增加重量而大大增加它的強度，這一點不難在鳥的骨頭上和蘆葦上看到，它們的重量很小，但是有極大的抗彎力和抗斷力，麥稈所支持的麥穗重量，要超過整株麥莖的重量，假如與麥稈同樣重量的物質卻生成實心的而不是空心的，它的抗彎和抗斷力就要大大減低。”伽利略的這段話極好得詮釋了筒殼結構的優點。它用料少、質量輕、有極好的柔性，而且對于風荷載有很好的抵抗能力。正如俗語所說“疾風知勁草”，事實上這些植物的莖桿正是一種空心的結構——維管束結構。這種神奇的中空結構,給予了我們許多建筑方面的啟發。例如建筑結構中常被采用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鋼梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據這個原理得來的。
　　受這種中空結構的啟發，我們將建筑從實體結構到中空的厚壁結構簡化，再從厚壁到中空的薄壁結構簡化，通過一次次得將結構的材料外移，我們不斷提高著結構的整體穩定性，同時使得材料的受力性能的潛力發揮得越來越充分。盡管我們努力從自然中汲取智慧，但是我們的建筑終究不是自然的產物。就像瑞士生物學家施威德勒(Schwendener)在19世紀所分析的那樣：雖然草莖和樹干與高聳的建筑物經受的荷載相似，但是考慮到植物細胞結構在荷載作用下的變異和莖桿截面的變化，在最初生長階段的樹干結構與夾插在土壤中的懸臂的建筑有很大不同。隨著我們對建筑一步步的簡化，建筑結構局部穩定性也向著越來越差的方向發展。目前，建筑還沒有像植物細胞一樣的自我調節機制，所以建筑僅能被動地因為偏心受力而造成失穩破壞。
　　從受力角度來分析，筒殼的受力情況猶如由許多非常窄而薄的條板所組成的折板構造。一方面荷載沿著折板而向下傳導，另一方面，它不斷地被分解為與相鄰條板相切的幾個分力，最后匯集到兩端的支撐處。[7]但是一旦筒殼失穩，這一承載機制會遭到破壞，承載力也會大幅降低。那么如何有效防止這種破壞呢？自然界中的竹子給予了我們靈感。
　　竹子的細長比可達1/100～1／200，在勁風的作用下仍不會彎折。竹子為何有這么好的抗彎性和穩定性呢？一方面，竹子的自重很輕。竹子腹中空，且越強的材料越是分布在外緣。一般竹子的橫向截面，直徑為6厘米，壁厚為0.5厘米。假如把竹子做成實心的，由于自重的增加和材料的不合理利用，導致它很容易在外力作用下搖擺不定而造成失去平衡，其抗彎能力也僅為原來的1/10。另一方面，竹子的橫截面是圓形的。與方形、三角形等形狀相比，這種外形將力分配地更加均勻，避免了應力的集中，而且表面積與空間的比值也更小，節省了材料。
　　此外，竹子的這種驚人的細長比和抗風能力還與其竹節的存在有著密切關系。究其原因，一方面竹節能夠很好得抵抗橫向剪力；另一方面，竹節將“長桿”自然地分為多個“短桿”，從而減小了長細比，降低了發生壓桿失穩的可能性。如果留心觀察，這種類似竹節的加勁結構所產生的效果在大自然中比比皆是：小麥在返青拔節時，如果雨水過多，小麥成熟后的抗“倒伏”能力就會顯著降低。它的原因就是過多的雨水使小麥生長過快，使得節與節之間間距大，正是由于這種“加勁構件”的減少，降低了麥稈的抗剪能力，從而造成了所謂的“壓桿失穩”現象。

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