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摘要:建筑物就像一尊美麗的藝術品,精美的建筑是設計師把建筑的美觀設計與結構設計相互密切配合的結果。但要分清具體配合的側重點,有些是著重藝術、美觀要求的,有些著重使用功能、生產工藝等等。總之,建筑師的設計可以將優美的建筑造型,完善的使用功能與結構設計有機地結合,而不能簡單地追求奇特。建筑設計重點是不能離開具體的設計對象。

關鍵詞:建筑結構設計;藝術設計;協調性 

　　1 前言 

　　優秀的工程設計是建筑設計和結構設計的有機結合。隨著科學技術的發展,專業化程度越高,建筑設計與結構設計相互配合更為重要。一個好的建筑設計,必須有一個好的結構體系才能實現,結構設計的好壞,關系到建筑物是否適用、經濟、美觀。特別在高烈度地震區,建筑設計必須在滿足結構抗震要求的前提下,才能談得上建筑物的造型美觀、功能完善等等。因此要設計出既要滿足建筑美觀,造型優美,又要使結構安全、經濟、合理的建筑物是每個建筑師與結構師都必須十分注意的問題。 

　　工程建設中,無論工業建筑、民用建筑、大型公共建筑等概括起來可分為兩類:一類是將優美的建筑造型,完善的使用功能,先進的結構體系和工業化制造與施工工藝有機地結合起來,創造出技術先進、新穎、經濟適用的建筑物。另一類則是以追求某些新奇的藝術效果為主,創造出奇特怪誕的建筑造型,結構方案從屬于不合理的建筑設計,放棄了結構設計的合理性和經濟性。一般提倡和實施的是第一類建筑。 

　　2 從兩個設計例子來看建筑和結構的配合問題 

　　例1:某加工廠廠房設計。加工廠設備較大,車間要求寬敞、凈空要高,不設隔墻,防火要求較高。前幾年設計均采用排架結構,墻體為240磚墻,屋蓋為薄腹梁鋼筋混凝土大板結構,建成后能滿足廠方的使用要求,但設計不足之處是自重大、不經濟、施工周期長,并且跨度受限制。根據結構設計必須考慮經濟合理、施工方便的原則,近幾年所設計的棉花加工廠,均采用門式剛架輕型房屋鋼結構,標高1m 以下為磚砌體,以上墻體為壓型彩鋼板,屋蓋相同。該設計既能滿足使用要求,同時也克服了上述結構形式的不足。 

　　對于像加工廠這一類的建筑,設計時必須滿足生產工藝的要求,在功能布局上應該考慮生產活動和運輸活動的方便及使生產取得的高效率,為工廠創造良好的工作環境,這是設計原則;建筑的藝術效果,則相對來說處于比較次要的地位。所以,在均能滿足要求的前提下,經濟、施工方便、施工周期短則成為首選方案,而對于民用建筑里的公共建筑,如下面所談到的幼兒園之類的建筑,則與此不同,這類建筑的藝術效果就顯得重要的多。

　　例2:某幼兒園的設計則從另一個側面表現了建筑設計與結構設計的緊密配合。該建筑的設計以正南為主要朝向,總體布局合理,設計時滿足了兒童安全防護、游戲運動、獲取知識等要求。還考慮了幼兒建筑要活潑、明快,追求“新、奇、趣、美”的建筑風格,選擇生動、鮮明有益于兒童身心健康的造型、材料和色彩。因此,該建筑的平面活潑多變,有伸有縮,立面高低錯落,房屋各部分體形不一樣。這樣的建筑造型給結構設計帶來了一些困難。但此時,建筑的藝術效果及便用功能是很重要的,結構設計就要想辦法配合建筑設計,理解建筑設計的意圖,相互配合解決問題。 

　　例如:幼兒園層數不高(三層)但房屋高低錯落,剛度、高度、重量相差懸殊,在地反力的作用下,由于自振頻率不同,各部分的連接處會引起相互擠壓,造成震害。因而采用了防震縫,伸縮縫二縫合一將建筑層數不同,結構形式不同,體型復雜的平面分成簡單體型和獨立的結構單元。在縫的兩側各設置墻體或框架。即雙墻、雙柱、雙梁,其次用圈梁、構造柱及現澆樓、屋面板來加強房屋的整體性,使凸出部分與整體變形盡可能相互協調。該幼兒園地質情況較差,地基做開挖換上回填處理,保證地基承載力,控制基礎沉降。又例如,該建筑有許多懸挑、懸掛結構,還有幼兒園入口處的重疊鋼筋混凝土門式剛架,輕巧別致的鋼結構屋頂風車,城堡式鋼筋混凝土錐形屋頂及蘑菇形屋頂:這些奇特的建筑造型是為滿足幼兒建筑需要而設計的,結構受力是合理可行的,經濟上也是可以承受的。因此,結構設計通過認真地受力分析,選擇相應的抗震構造措施及概念設計來滿足建筑的需要,施工單位也改進施工工藝配合設計施工。通過建筑設計與結構設計相互間的密切配合,建成后的幼兒園造型優美、新穎、奇特,不僅增添了幼兒建筑的情趣與生機,還展現了建筑新材料、新技術的運用,使整個建筑具有高度的時代氣息。

通過兩個工程實例說明,一個好的建筑是建筑與結構設計相互密切配合的結果。但要分清具體配合的側重點,有時是藝術、美觀要求是重要的,有時又是使用功能、生產工藝是重要的。總之,建筑師的設計可以將優美的建筑造型,完善的使用功能與結構設計有機地結合,而不能簡單地追求奇特。因此建筑設計不能離開具體的設計對象。 

　　在當今世界上,從技術的觀點看,幾乎任何結構都是可以建造出來的,但從結構效益角度看,重要的問題是“應不應該這樣造?”而不是“可不可能這樣造?”結構設計與建筑設計都要講求經濟效益。只有正確符合結構邏輯的建筑才能具有真實的表現力和實際的實踐性,單純追求藝術表現而忽視結構原理,設計出來的只能是雕塑作品或是虛假的造型而已。如果能夠利用和發揮結構本身所具有的造型特點,去塑造出新穎而富有個性的建筑藝術造型,這樣設計的建筑才能是一個非常成功的建筑作品。以建筑構思和結構構思的有機融合去實踐建筑個性的藝術表現,即便是從建筑藝術的角度來看,作為一個建筑師也應了解結構設計的概念、原理,提高自己運用結構的素養和技巧。同樣,結構工程師也必須理解建筑設計的意圖,打破一些舊的框框束縛,學習一些建筑藝術,提高藝術修養,敢于創新,用結構設計的原理完善建筑設計,使建筑設計與結構設計相互密切配合,設計出高水平的建筑工程。