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《建筑技艺》6期导读:“结构成就建筑之美”
日期:2019/8/5 15:38:13 浏览量:52

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AT 新刊导读

2019年6月

  结构成就建筑之美  


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主题执行:刘笑楠


对话栏目:建筑与结构之辨

在任何一项建造实践中,建筑与结构的表达都是一个被反复讨论的话题和不断推演的过程。在建筑与结构融合的合理性与表达的真实性这两者中,常常有如体育中心的大跨度建筑、超高层建筑,其结构以几乎绝对的主导性呈现建筑空间,也有相对较小规模的建造,以建筑与结构的合理平衡塑造独特的空间体验。因此,特别邀请多位来自高校、设计院和独立设计机构的建筑师与结构工程师畅言建筑与结构的多样性呈现,探讨建筑与结构表达的多种可能,以及空间塑造与结构高效之间的平衡,这种平衡恰恰游离于合理之外。当下,对于建筑的诉求虽然多在表皮、形式、新技术、城市、环境等层面,但对于建筑与结构的思辨仍然非常重要,值得每位建筑师与结构工程师警醒。


采访嘉宾:

[ 袁 烽] 同济大学建筑与城市规划学院教授

[ 刘宇扬] 刘宇扬建筑事务所创始人、主持建筑师

[ 曾 群] 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司副总裁、副总建筑师

[ 荣朝晖] 江苏中锐华东建筑设计研究院有限公司董事长

[ 张 男] 上海中森建筑与工程设计顾问有限公司总建筑师

[ 周 健] 华建集团华东建筑设计研究总院结构工程师

[ 黄永强] 华东建筑设计研究院有限公司主任工程师

[ 袁 鑫] 袁鑫工程顾问(上海)事务所

[ 张 准] 和作结构建筑研究所联合创始人

[ 陆 洋] 独立结构工程师


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 体育建筑设计中建筑与结构的协调与融合 

撰文:丁洁民,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

         钱锋,同济大学建筑与城市规划学院

         张月强,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司


结构建筑学(Archi-Neering)是以结构主义思维方式为基础,以结构理性主义为原则,渗透结构、暖通、电气各工程设计需求并以之为创新触发媒介的建筑设计理念。这一理念不仅要求结构和建筑互相发现、吸引对方,更是跨越二者简单合一的初级状态,形成一种互相渗透、解放、激发本体创新的动态设计过程。体育建筑一般为大跨度结构,需要秉承结构建筑学的理念,将体育建筑的结构、形象和空间有机结合,达到“结构成就建筑之美,建筑展现结构之妙”的设计效果。


建筑和结构的关系应该是一种互相吸引和交流的关系,有点像婚姻关系,要有包容、理解之心,这样才能相互成就。这正是Archi-Neering所体现的内涵,也是我们多年来所追求的体育建筑的“本质”,即体育建筑空间、造型和结构的完美结合。


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 场所滋养·意义化成——东吴文化中心 

撰文:任力之、仲维达、刘琦,同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司


苏州之于建筑的场所意义层次多元而具文化延度,所涉及的叙事要素既有地域历史的文化价值,也赋予了城市新生的实操意义。这座位于城市新区的文化中心将成为今道友信在论及城市美学时所强调的“古今接点”,同时成为城市理想中现代性与人本性部分的载体。建筑与城市环境的关系是先于其自身价值存在的,对东吴文化中心生长方式的探索应当回归以城市空间为前提的宏观视角。在以城市为主体的空间结构中,由街道、地块、建筑边界等控制性要素构成了城市肌理的“实”体构架,而构架内由道路、建筑界面等元素所限定出的广场、绿地、庭院等空间则构成与之相对的“虚”体元素。处于苏州古城新区空间结构中,东吴文化中心通过形态拓扑、空间流动、界面分异的方式,构建出呼应城市肌理的城市界面与呼应城市底蕴的开放庭院。从城市空间耦合的角度,是以具有逻辑理性与空间质感的场所之“义”,实现建筑与城市在空间体系上的内外相合、虚实相生。

古时苏州狮子林美景令巡游至此的乾隆兴叹“端知城市有山林”。如今我们在苏州古城新区为城市打造一处自然并与城市滋养共生的文化场所,既具怀古而开今的心境,亦有存续而启新的匠心。希望姑苏今日的“山林”新境,生长于斯,春风荣物。


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 关于M2 游船码头建筑与结构的对谈 

撰文:孙嘉龙,同济大学建筑与城市规划学院、同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司

         黄永强,华东建筑设计研究院有限公司


上海白莲泾M2游船码头项目是上海黄浦江两岸贯通工程中的重要节点。项目于2019年初竣工,部分区域已向公众开放。项目所在地黄浦江东岸世博滨江段曾是华东地区重要的木材集散中心,原由美商大来码头和民族资本中兴码头组成,自1919年启用,1950年后收归国有,改称白莲泾码头。M2游船码头的场地是这条原先长达七百多米作业岸线中的一段,在世博会期间建设了临时的游船码头。基地北临黄浦江,东靠白莲泾公园,西侧为亩中山水园,南部为开发地块。项目面临的城市问题复杂、建设周期短,但意义重大,由同济原作设计工作室团队(建筑)与华东建筑设计研究院团队(结构+机电)联合创作完成。两个团队在项目中分工和侧重点不同,但对建成空间的品质有着同样的高要求。在整个设计周期内,特别是方案设计阶段保持密切配合,最终呈现出的也正是具有相同文化自觉的两个团队发挥各自能动性的结果。


项目竣工之际,同济原作设计工作室的建筑师孙嘉龙与华东建筑设计研究院的结构工程师黄永强进行了一场对谈,对设计复盘梳理,并展开相关思考。


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 中小尺度航站楼空间中的结构表达 

撰文:周健,华建集团华东建筑设计研究总院


结构在成就建筑之美的同时,自身也能作为建筑美的一部分得以表达,这是结构工程师最希望看到的结果。以往,较多的航站楼设计选择了大尺度的室内空间,甚至将大空间的屋盖钢结构部分全部外露进行展示,其中结构体系展示完整、形和力契合完美、节点处理干净的项目,往往能够给人留下深刻印象,成为结构与建筑完美融合的范例。近年来,越来越多成熟的机场业主对航站楼建筑的关注点,从追求外部形态的标志性和室内空间的高大气派,转向追求功能的便捷高效和环境的人性化,这种务实的建筑观使中小空间在航站楼中频繁出现,如何在这样的中小空间中实现结构的建筑表达是一个新的命题。下面通过华建集团华东建筑设计研究总院的三个项目实践,探讨中小尺度航站楼空间结构表达的几个关键要素。

在中小尺度航站楼空间中,结构的表达尤其需要关注旅客对结构的感受,它需要传递给旅客的信号应该与这座航站楼希望给人的印象统一,比如虹桥机场的精致和人性化、扬州泰州机场的活力感。从结构技术角度来看,结构逻辑清晰完整的展示、构件尺度的控制、节点的精雕细琢是结构表达的三个关键点。结构体系本身不分高下,是否适用和处理得当、能否给建筑的整体品质加分才是成败的关键。要做好一个中小空间的结构表达,需要耗费和做一个大型复杂空间体系同样多的心思。


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 消隐的建构——喜岳云庐酒店瑜伽亭及泳池 

撰文:刘宇扬,刘宇扬建筑事务所

         张准,和作结构建筑研究所


这是一次关乎环境、身体与心灵的建构体验。喜岳云庐酒店瑜伽亭及泳池项目位于云庐酒店所在的桂林阳朔杨家村背后的山脚下的一个台地上。建筑师在设计伊始便邀请结构工程师一起挖掘结构在项目中的价值。随着各种外部条件的慢慢清晰,功能、空间、结构之间的互动也将模糊的结构印象慢慢转变为清晰的影像。整个项目主要由泳池、功能用房以及瑜伽亭三部分组成,结构设计的任务主要在于瑜伽亭。建筑师希望瑜伽亭的屋面呈现出轻盈的效果,作为主要功能的瑜伽活动区尽量向自然环境开放,屋面下还能有私密性的功能区(更衣、淋浴)以及少量储物空间。屋面轻盈的效果可以通过控制结构尺寸来实现,其余因素能否以结构的方式介入设计是建筑师与结构工程师共同考虑的方向。


在设计中,凭借自然特有的脉络,尊重村落原有的肌理,准确把我酒店与周边环境的关系,注重营造物理空间和心理感受。设计始终对当地文化和周遭保持一种谨慎的姿态,从地形、景观都最大程度地维系与本土自然共生的基本原则。经由建筑与结构的特殊考量,纯净的瑜伽空间与周遭的乡野景象形成了截然不同的反差效果,剩下的则是空间里人与自然的对话。


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 即时/ 急时/ 及时风景——宁国路轮渡渡口的预制装配式快速建造设计实践 

撰文:王绪男,同济大学建筑与城市规划学院


一般而言,在滨江公共空间贯通工程中,公共空间带与沿江设施之间的矛盾有两种:一种是在路径上的空间矛盾;另外一种是景观品质上的矛盾,宁国路轮渡渡口建筑正处在这个矛盾的焦点。由于贯通工程的景观要求,原有5层楼的砖混轮渡站被决定拆除。一方面,滨江贯通立交人行桥当时基本建设完毕,施工作业面具备,轮渡渡口作为过江交通的重要组成部分,停航时间不能太久;另一方面,宁国路渡口位于杨浦大桥下的公共空间贯通工程的起点,在这里规划有大桥公园,远期渡口建筑将与大桥公园一起重新规划建设。建筑师在这样的背景下“临危受命”,要在三个月内保证准时通航。


虽然远期在这里规划有大桥公园,但是距离这个计划的真正实施还有一段不确定的时间,宁国

路渡口作为一个带有临时性质的渡口会在一定的时间内承担渡口的办公和候船等功能,同时需要融入到滨江公共空间贯通工程的景观中,它将在相当长的一段时间内参与塑造杨浦大桥下公共空间的形象和格局。渡口作为公共基础设施类建筑,在黄浦江一线江景和公共空间环境中同时具有景观建筑的属性,需要同时满足“看”与“被看”的双重身份。


处在贯通工程的敏感地带中,项目又有事件性、临时性的特征,因此投资造价也严格受限,建筑师在设计中及后续施工中必须将价格控制在一定的范围内,“限价设计”是团队面临的又一个挑战。如果说建筑是江边的“风景”,那么宁国路渡口则可以被称作“即时/急时风景”,它需要在资金并不宽裕甚至有些窘急的情况下,快速设计建成并即时呈现出建筑美学,这对于设计团队和施工团队来说都是一个不小的挑战。

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 基于参数化设计之大跨度结构形态及表皮体系优化——以中国(海南)南海博物馆屋盖为例 

撰文:苏朝浩,华南理工大学建筑设计研究院股份有限公司

          向科,华南理工大学建筑学院

         施立阳,华南理工大学建筑学院


以“丝路逐浪,南海方舟”为主题的中国(海南)南海博物馆是我国第一座建成的适应“一带一路”发展战略的国家级海洋类综合性博物馆,是一个融合海洋文化特征与海南地域特色、凸显公共性需求、适应复杂场地条件、具有浓郁滨海人文风情和充满活力的文化活动场所,更是体验南海文化、海南文化与中国海洋大国风采的物质载体及滨海文化的场所。


在日益复杂的大型公共建筑设计及施工过程中,结构形态与建筑形态之间的匹配与协同是一个关乎建筑完成度和质量控制的重要问题[5]。参数化设计是一个解决复杂结构形态与建筑形态之间有效协同的强大手段,能为建筑项目从方案设计、优化设计至施工配合等环节提供强有力的技术保障。


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 轻型钢结构装配式学校的设计实践——深圳梅丽小学腾挪校园 

撰文:廉大鹏、赵百星、侯学凡、吴长华,深圳市建筑设计研究总院有限公司


近几年来,各级政府陆续出台政策大力支持装配式建筑的发展,极大推进了装配式建筑体系的技术升级和产业链发展。但是,已在国外大量应用的轻型钢结构装配式建筑体系却很少以公共建筑的形式在国内城市环境中出现。梅丽小学腾挪校园项目是国内首次在一线城市中心城区以轻型钢结构装配式建筑体系建造的公共建筑。建筑满足小学校园对功能、安全、健康及舒适性等高品质的使用要求,并顺利通过政府相关技术审批,以相对低的成本快速建造,是轻型钢结构装配式学校建筑的一次创新实践。

“腾挪校园”模式诞生之初,就伴随着资源浪费的质疑。建设一所满足使用品质要求的小学校园会耗费巨大的财力、物力,如果只满足2~4年的一次性使用就被拆除成为建筑垃圾,不符合可持续理念,也无法从根源上解决深圳学位激增、学校紧缺的现实问题,“治标而不治本”。设计过程中,始终强调以轻量建筑理念来思考、解决问题。轻量本质上即是以更低的成本与代价去实现更好的建筑功能价值,改变建筑业对资源的粗暴消耗,延长人对资源的使用,与自然还原的速度相平衡,才能真正实现可持续性。


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 细柱的建筑表达和结构实现 

撰文:杨笑天、周健,华建集团华东建筑设计研究总院


勒·柯布西耶在1 9 2 6年提出的“新建筑五点”对现代主义建筑产生了深远影响,其中第一条便是“首层架空,以柱子支承”(Support ofground-level pilotis,elevating the building from the earth and allowing the garden to be extended to the space beneath.)。柱子兼具建筑表现和结构受力的双重任务,是建筑师和结构工程师都需要精心设计的关键元素之一。在柯布西耶设计的萨伏伊别墅(Villa Savoye,1930)中,首层架空的开敞空间仅保留建筑四周的结构柱。萨伏伊别墅的白色混凝土圆柱间距4.75m,柱高3.13m,截面直径250mm。柱子长度与直径之比达到12.5,相比古典建筑中柱式的厚重,显得非常简洁、纤细,呈现出一种洗练的建筑表现力。


在追求柱子精致设计、极致纤细的建筑方案中,细柱既是建筑师表现极简、轻巧的元素,也是结构工程师追求力学极限的探索,需要建筑师和结构工程师紧密合作。文中诸多经典案例也从侧面说明了建筑和结构设计相融合的重要性。


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 钢结构建筑设计中结构体系化繁为简的梳理 

撰文:陆洋,独立结构工程师


“作为一名结构工程师,与建筑师合作表达建筑作品的设计语言是我的本职工作”——这句话本是山田宪明先生的自述,也非常贴合笔者的想法。笔者曾任职于德国建筑结构咨询公司Schlaich Bergermann und Partner(简称SBP),主要的工作和研究方向是大跨度钢结构、轻结构及数字化结构找形、结构优化等。因为对传统木结构不能割舍,后赴日本工作,工作和研究的重心涵盖了传统木结构、现代木结构以及地震的研究。虽然建筑材料截然不同,但是在工作的过程中,我慢慢发现,任何材质都是被完整地包含在结构体系之中,虽然变化繁多,但其机理和设计思路是相通的。

面对复杂的建筑,结构工程师应通过找规律,去发现结构体系的内在关系;通过找路径,明确力学模型的框架,着重分析复杂结构中最核心的部件;通过找平衡,完善结构的各个细节,让所有的构件都充分发挥性能。无论多么复杂的建筑,在这样层层透视、步步简化的设计思路下,最终都会褪去复杂的外表,展现最优化的结构体系。


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