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在空间几何体中,没有棱角的球体是最完美的！球体的表面势能最小，正是气泡、气球、充气结构，甚至星球天体成为球形的原因。
近年来民用建筑中的异型
钢结构逐渐增多，而异型钢结构的安装较常规结构安装难度大，技术水平要求高，安装工艺复杂。在球形
钢结构施工中，难度较大的是弧型钢柱的安装及屋面结构的安装。
在力学方面，当球体受到均匀的张力或压力时，只承受轴向拉力或压力。球壳是一种非常高效的结构形式，就像我们很难用手握碎薄薄的鸡蛋壳一样。
球形储罐:相同的直径和工作压力下，板厚仅为筒形储罐的一半；1967年蒙特利尔世博会美国馆，空间球壳，储存气体和液体的压力罐也常常设计为球形，是因为相同的表面积，球形围合的体积最大，同时球壳具有轻质高效的受力特点。
球形网壳的分格形式有：短程线形Geodesic Dome、肋环形Ribbed Dome、联方形Lamella Dome、施威德勒形Schwedler Dome、凯威特形Kiewitt Dome等。
肋环形 Ribbed Dome
联方形Lamella Dome
施威德勒形 Schwedler Dome(双斜无纬线)
球体独特的形状、高效的受力，以及空间特性呈现出的魅力，在建筑设计中也有许多优秀的案例。下面将我们收集的案例分享给大家。
1. 富勒 与 短程线穹顶 在1927年左右，富勒开发了一种对球面测量和投影制图的新策略，称为Dymaxion地图，把球面地势转换成一系列平面三角形和正方形的几何。“通过控制投影绘制时产生的扭曲，使地图上陆地的大小能够与现实保持较为准确的比例。因为这些几何元素可以重新排列，我们也就能用无数种不同方式“剥开”地球。”
富勒与Dymaxion地图(1945年)Kyle Vanhemert为富勒绘制的插画；富勒将Dymaxion地图想法和能量几何学结合，发明了短程线穹顶。短程线(Geodesic Line)是连接曲面上两点、线长度最短的线条。
1967年蒙特利尔国际博览会上，富勒和Shoji Sadao设计了一座直径为76m的3/4球形建筑---美国馆，外表面覆盖着透明的亚克力板。这座展馆成为美国先进科技的象征，引得世人瞩目。
富勒和蒙特利尔世博会美国馆(1967年)
1976年，球顶在改造过程中遭受火灾。外装饰被烧毁，外露的结构显得更加清晰。除了蒙特利尔美国馆以外，富勒还做了许多球形结构设计，包括Fly's Eye Dome和张拉整体球形结构。
张拉整体结构
“Small islands of compression in a sea of tension” (压杆的孤岛存在于拉杆的海洋之中)。富勒比喻宇宙中的天体就像是漂浮在张力的海洋之中、受压的孤岛，万有引力是一个平衡的张力网，而各个星球是这个网中相互独立的受压体，大自然符合“间断压连续拉”的规律。富勒创造了一个新词“tensegrity”(张拉整体)来描述这种平衡，由“tensional”和“integrity”两个词的缩写组合而成。张拉整体结构是一种稳定的自平衡结构体系。
张拉整体结构的最早的记录可追溯到1921年，当时雕刻家K.约翰逊在莫斯科的建筑模型展览会上展出了一个平衡结构，它由三根杆和七根索组成，并由第八根非应力索控制。三杆八索的模型并不具有刚度，任一根索的收缩都会使模型产生机构性位移。这个模型与后来经典的三杆九索自平衡体已经非常接近。
二十世纪50年代，K.斯内尔逊的极具艺术性的雕塑给了人们灵感。之后富勒、P.G.Emmerich、瓦尔耐O.Vilnay、莫特罗R.Motro、汉纳A.Hanaor等基于数学和图形理论研究，创造了多种张拉整体结构体系。
基于短程线穹顶构造的张拉球结构（Icosahedron）
富勒认为“自然界存在着能以最少材料，提供最大强度的系统，基本单元四角锥体与八面体聚合后便成为最高效的空间结构”。
巧合的是，1985年H.W. Kroto和R.E.Smalley发现了碳元素的第三种晶体形态(前两种是金刚石和石墨)。为了纪念富勒早年的猜想，将其命名为“富勒烯”（Fullerenes）--C60。它的分子结构为球形32面体，碳原子以20个六元环和12个五元环连接而成，具有极强的分子稳定性。
2.新德国国会大厦新德国国会大厦：原为德意志第二帝国的帝国议会，后来在魏玛共和国时期是共和国议会的议会会址。从1994年开始每五年德国联邦大会在这里选举德国联邦总统。从1999年开始是德国联邦议院的会址。总的来说作为议会大厦国会大厦的内部设施优良。其内部建筑技术是当时领先的。大厦有一座自己的电站。它拥有中心暖气设施，房间里有温度调控、电扇、双层窗户、电话、坐式厕所……除德意志帝国议会和联邦议会的会议厅外还有：读书厅、多个会议室、一间休息室、存衣处、洗手间和更衣室。图书馆在开始使用时有九万卷藏书，一共计划可以容纳32万卷书。档案馆里很快就藏有上百万文件。这些文件可以通过一个高级的液压系统送到读书厅。
诺曼.福斯特设计的德国国会大厦改造也选用了肋环形圆顶，如同城市天际线上的一座灯塔，成为柏林的重要城市地标。
改造从原有建筑物获取灵感，一方面，保留旧日石匠的标记和1945年苏联红军留下的标语，作为"自身历史博物馆"；另一方面，厚实的外壳之下是轻盈而透明的内部，360度的视角将柏林的美展露无遗，与旧建筑形成强烈的反差。大厦的公共领域一直延伸至屋顶到达露台餐厅和穹形圆顶，螺旋式通道一直引领人们到达圆顶和瞭望平台。圆顶钢网壳结构尽量做到通透，构件以及细部节点的表达上也很精致。虽然结构本身没有很大难度和创新，但是通过对外露钢结构本身精致的表达，最终仍然取得了很好的效果。
3.联方形球壳 Lamella Dome 在前文介绍的Amazon Spheres项目初期，设计方案也曾考虑使用联方形球壳Lamella Dome，但因表现力不及后来的方案而作罢。
Amazon Spheres初期的联方形球壳方案；在已建成的球形建筑中，采用联方形的案例不多。主要原因是联方形网格的尺寸差异比较大，球顶杆件密集地汇交在一起，而球身中部杆件稀疏、杆件长度不一。差异化的网格，使得结构和幕墙都难以采用统一规格的构件，增加了建造成本。
4. 亚马逊球体 Amazon Spheres 亚马逊在西雅图总部花费巨资建造了3个玻璃球，称之为Amazon Spheres。球形建筑内部种植着数百种郁郁葱葱的植物，在大都市核心区打造出一个室内版“亚马逊热带雨林”。建筑总长约40米，球体直径约24-29m，像是3个相互干涉的气泡，结构材料为玻璃和钢结构相结合。设计团队采用了独特的网格方式划分球体。
Amazon Spheres共有2643块玻璃幕墙，4层超白玻璃既要降低太阳光热辐射，又要保证植物光合作用所必需的光线。
充满未来感、有机感的结构骨架，仍然能隐约看到正五边形和六边形的痕迹
钢结构骨架具有流畅的线条，主骨架之间以钢板拉结，以增强结构整体性。Amazon Spheres虽然成为西雅图的新晋网红打卡地，但不得不吐槽一下它的幕墙板块设计。从上图可以看到，钢结构网格既有动态曲线的有机感，又不乏设计清晰的逻辑。但是粗暴地覆盖上三角形玻璃幕墙后，建筑效果大打折扣。
网格造型看起来十分复杂，但其生成逻辑源自规则的富勒烯或足球网格。网格生成的过程是，将五边形等分5份分后与旁边的六边形合并成一个基本单元；再将基本单元分以中心点分为5份，将相邻基本单元的边界融合，即得到Amazon Spheres的结构网格。
通过以上的几个案例能够表现出，球形建筑是存在着无限设计潜力的一种建筑形态。它不仅美观，而且具体科技感！在力学方面，当球体受到均匀的张力或压力时，只承受轴向拉力或压力。球壳是一种非常高效的结构形式，就像我们很难用手握碎薄薄的鸡蛋壳一样。
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