淺析實體結(jié)構設計中應注意的非結(jié)構因素

1、<p>　　淺析實體結(jié)構設計中應注意的非結(jié)構因素</p><p>　　摘要：能夠控制結(jié)構體系選擇以及影響結(jié)構設計的外部因素有很多，而這些因素并非只針對結(jié)構體系與結(jié)構部件起作用，而是影響整個建筑設計的推進策略，本文僅選取其結(jié)構上的表現(xiàn)進行分析。因此，本文的就“我們設計的建筑會如何運作，建筑會創(chuàng)造怎樣的場所，而建筑的使用者在建筑中又有怎樣的感受”進進分析。在考慮建筑設計的策略問題的時候，我們更應該分析建筑所

2、在的條件，建筑的構筑體會遇到怎樣的外部影響。 </p><p>　　關鍵詞：實體結(jié)構；設計；應注意的問題 </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻標識碼： A </p><p>　　建筑師的任務簡單來說，便是將無限的（以地球與人類的尺度差距來看幾乎是無限的）空間進行劃分，將人們的活動置于一個圍合之內(nèi)。這種圍合有可能是一個單間，也有可能是一個復雜的聚合體，例如

3、大廳的出現(xiàn)無疑說明了增加體量的想法，并付諸了實踐。實體結(jié)構在考慮優(yōu)化之后可以合并部分重疊的雙層墻體，然而由于墻體在實體結(jié)構中是占支配地位的要素，在上開洞等操作還是受到明顯的限制。到了風格派或者密斯·凡·德·羅設計的磚結(jié)構鄉(xiāng)村別墅中，相交墻段的獨立結(jié)構得到了解決，不用于承重的墻體也被取消了。結(jié)構體系與建筑造型的決定并不一定都是針對結(jié)構問題本身的。假設將所有的建筑結(jié)構都從設計之初就強制定義成方格網(wǎng)梁柱的話，任何

4、的操作都只會局限在這些格子中。而無論是是我們所謂大跨度設計的問題，還是大空間設計的問題，都是由結(jié)構之外的因素所引發(fā)的。因此，本文總結(jié)了一系列能夠在結(jié)構體系與結(jié)構構件思考中應該注意的非結(jié)構因素： </p><p>　　一、由地理環(huán)境決定的結(jié)構系統(tǒng) </p><p>　　以外國瑞士北部建筑為例，大多數(shù)的瑞士北部的建筑結(jié)構都選用了“實體結(jié)構”作為結(jié)構系統(tǒng)的原型。雖然這個現(xiàn)象與德國、瑞士的建筑師所

5、接受的教育不無關系，而地理與氣候的條件也是不可忽視的因素。 我們知道瑞士北部位于西歐的阿爾卑斯山區(qū)，因此這個地區(qū)會有兩個特點：一為山地與坡地地形；二為寒冷。如果讓我們除開由于天然石材豐富而流傳下來的石墻建筑傳統(tǒng)的因素，那么氣候的原因便決定了建筑的結(jié)構系統(tǒng)。在奧托廣場大樓的建筑工程中，建筑的外墻與走廊的隔墻成為了建筑的承載結(jié)構，而這些墻體又都是厚重并且施加保溫的。當我們考慮到寒冷的氣候時便容易理解其中的道理，如果在這樣的條件下設計一個由桿

6、系支架組成的建筑，其圍護結(jié)構在施加保溫以符合熱功需求之后并不一定還能呈現(xiàn)輕盈的狀態(tài)。而如果設計的概念希望誠實地表達結(jié)構的特征的話，這并不會是一個理想的狀態(tài)。在瑞士格勞賓登第二峽谷步行橋的建筑工程中我們也看到，同樣是由于氣候，對結(jié)構的設計所考慮的主要是冬季的積雪荷載而非使用者通過時的活荷載。設計根據(jù)這個因素推導出了力學圖像并最終完成設計。 </p><p>　　當我們換一種地理環(huán)境分析，再看看到東京普拉達旗艦店的建

7、筑案例。這個建筑設計通過精妙的幾何控制得到立面上的傳遞荷載的構件。而密集的斜向構件也能提供良好的水平向抗側(cè)力。我們知道日本是一個地震多發(fā)的國家，對于建筑的抗震要求是相當高的。普拉達旗艦店的菱形立面結(jié)構則在幾何上提供了可以傳遞豎向荷載然而并非絕對穩(wěn)定的圖形，使得建筑的主要結(jié)構能夠通過變形來消解地震的水平與豎向震動而產(chǎn)生的額外荷載。同時，建筑中的樓板與立面的連接方式也使得在產(chǎn)生地震時，樓板與豎向結(jié)構并不成為一個剛性的整體去強行抵抗地震力而造

8、成破壞，而是會隨地震而擺動。這樣能夠有效地消耗地震的能量，而保護樓板不受破壞。 </p><p>　　所以說，根據(jù)地理環(huán)境的不同而作出有針對性的設計策略，并不是僅僅停留在結(jié)構設計的層面，這種方法廣泛適用與建筑設計的每一個環(huán)節(jié)。而結(jié)構系統(tǒng)的選擇與結(jié)構構件的設計，作為建筑設計的重要部分，符合地域特征的考慮會大大提升建筑完成之后的性能。 </p><p>　　二、由城市設計引發(fā)的結(jié)構命題 <

9、;/p><p>　　在談論城市設計之前，我們先將這個概念延伸到建筑與場地環(huán)境相關的層面。我們再去看看瑞士格勞賓登第二峽谷步行橋的建筑案例，可以將關注點放在這個設計的體系策略和輸入?yún)?shù)上。作為橋梁主索兩端的方向與，以及橋面的曲線形態(tài)的集合，都是通過對峽谷的兩邊的分析而得出的結(jié)論。場地中的自然高差通常會是比較顯而易見的影響因素。而這種因素則又會決定結(jié)構體系的實用，例如在第二峽谷步行橋中選用了形態(tài)作用體系作為最合理的解決方

10、法；而高差的存在與使用者能夠行走的坡度限制則會成為橋面曲線生成的依據(jù)。同樣是場地狀況而產(chǎn)生的命題，在本文的沃爾學校的案例中，一個已經(jīng)存在前儲油罐坑成為了左右建筑結(jié)構策略的因素。通過對這個坑的利用策略分析，建筑師得出了需要制造地下與底層大空間，而上層小空間的設計策略，因此才會出現(xiàn)懸挑的樓板和需要斜拉索的承重墻的最終設計。 </p><p>　　而考慮城市活動引入建筑設計策略的案例則是國家體育場“鳥巢”的設計。作為奧

11、林匹克運動會所開辟的園區(qū)，“鳥巢”的場地中并沒有類似自然高差或者現(xiàn)存基地狀況的參考。而對園區(qū)城市設計的考慮，以及對于建筑主要功能達成之后的持續(xù)性功能進行的探討，則體現(xiàn)在了“鳥巢”的建筑與結(jié)構設計上。為了制造一個區(qū)別于體育活動的公共場所的概念，在進行城市研究之后被設計師赫爾佐格與德梅隆提出，并且根據(jù)這個概念，“鳥巢”的看臺部分與看臺與建筑表皮之間被刻意塑造出了一系列可以直接到達的半室外空間。而巨大的桁架柱與看臺“碗”結(jié)構的策略則是很好地將

12、兩個區(qū)域區(qū)分開，立面上的樓梯則為這些半室外空間提供了更豐富的使用與可達性?！傍B巢”結(jié)構系統(tǒng)的視覺結(jié)果為這個建筑帶來了很強的標志性，因此“鳥巢”也能成為這個城市區(qū)域的“吸引子”，配合提供活動的場所而成為城區(qū)內(nèi)十分重要的活動設施。 </p><p>　　所以說，結(jié)構體系的選擇和結(jié)構設計與城市設計之間并不一定是直接的“因”與“果”的關系。更有可能是相互推導相互促進的狀態(tài)。因此在考慮這兩方面因素的時候需要時常跳出工作狀態(tài)

13、從另一個方面來審視設計的成果。 </p><p>　　三、為使用者活動創(chuàng)造的結(jié)構構件 </p><p>　　建筑最終是歸為使用的，因此針對建筑使用者的細心設計會很好地提高建筑設計的品質(zhì)。如果將這種關照結(jié)合在結(jié)構設計之上，更能提升建筑的使用效率。 在具體的結(jié)構構件的處理上，赫曼·赫茨伯格設計的一系列學校設計是非常好的例子。維斯帕斯特拉特學校的樓梯擋板設計的加寬處理，為學生提供了額外

14、的餐桌；阿波羅學校的柱基則提供了休息、集結(jié)以及堆放雜物的場所。這些設計可能并不過多地影響結(jié)構的整體性能，而對空間的貢獻，或者說對使用者來說則是非常友好的。 而克里斯汀·凱瑞斯的設計的豪瑞能力中心的設計中，結(jié)構的設計并沒有直接制造提供使用者關懷的細節(jié)，而是跟隨在空間操作的動作之后，強化了空間的感受。建筑中梭形的立柱順著中庭的開設方向斜向支撐，在符合承載要求的前提下將自身的尺寸壓縮，以提供一個連續(xù)無遮擋的室內(nèi)感官。 在“鳥巢”的設

15、計中，立面的樓梯不僅作為強化立面整體結(jié)構的穩(wěn)定性的元素，也給城市介入的活動提供了更多的空間元素。這些樓梯可以成為活動的額外看臺，或者如同紐約大都會博物館門前的大臺階，這些樓梯本身，也可以成為小規(guī)?；顒拥陌l(fā)生地。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 張建榮主編，建筑結(jié)構選型，中國建筑工業(yè)出版社，2011.1 </p>