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江欢成:结构工程师在建筑设计中的责任和贡献

2013-8-18 20:31| 发布者: ccbuild| 查看: 1474| 评论: 0

简介:  江欢成,中国工程院院士,我国著名工程结构专家,曾任上海现代建筑设计集团总工程师,现为江欢成设计事务所所长。   江欢成曾领衔设计上海东方明珠广播电视塔和印度尼西亚雅加达电视塔等项目,并任世界第三 ...

  江欢成,中国工程院院士,我国著名工程结构专家,曾任上海现代建筑设计集团总工程师,现为江欢成设计事务所所长。

  江欢成曾领衔设计上海东方明珠广播电视塔和印度尼西亚雅加达电视塔等项目,并任世界第三高建筑--上海金茂大厦设计总监。

  我是一名结构工程师。我很高兴正在做着我想做的事、我喜欢做的事,但也是“不自量力”的事,包括我在建筑创作方面所做的努力。

  我今天报告的题目是“结构工程师在建筑设计中的责任和贡献”,主要想从以下四个方面谈一点自己的从业体会。

  第一:建筑师和工程师本是一家人

  大家知道从古代开始,人们筑巢挖穴,构建者是工程师,也是建筑师,当今大多数农村建筑恐怕更多地还是工程师的工作。在专业细分之前,土木和建筑本就是一家人。华东建筑设计院老一辈建筑师许多来自之江大学、圣约翰大学,都是学土木工程的,土木和建筑之间的关系完全是相辅相成的。因为我本人是一名结构工程师,所以就多讲一些结构方面的话题。一般说来,只要某个人他的身材好,大概就是帅哥美女。建筑的情况也与此相似,我想只要它的结构是合理的,梁、板、柱尺寸是合适的,那它的建筑形象以及它的空间大概就不会差到哪里去。

  我上大学的时候,学的是土木工程,填这个志愿时有点一念之差,当时不知道什么是工程师,想起杜甫的“茅屋为秋风所破歌”,我就填了土木专业,从此注定了我为建筑事业干一辈子。但是我没有后悔过,我觉得搞结构还是非常有乐趣的。我参加工作的时候是1963年,那时大规模的建筑很少,我有幸做了老的虹桥机场的指挥塔的一个塔顶。塔顶的通常做法是梁搁梁,我想能不能做得简单一点,把所有的梁都取消?于是我做了一个幕式结构,由六块板再加当中一块板做成。当时没有计算机,计算分析空间结构很难,没有人敢碰它,组长指导我把它简化:这六块板就是一个连续板,当中就是一个双向板。板的问题解决了,但是梁的问题怎么解决?这个板就相当于梁的高度,让环梁受拉受弯。我刚参加工作就遇到了很好的老师,他很开明,鼓励我去闯,我很感谢他。

  中国的混凝土高塔,最早的是武汉电视塔,随后有沈阳电视塔、天津电视塔、北京电视塔,差不多都是“烟囱”加个“糖葫芦”,你要想将塔做成一个标志性建筑,必须要有所突破,要在结构上进行突破。上海东方明珠广播电视塔就是这么做的。所以说建筑师和工程师本是一家人,都是建筑工程重要的有机组成部分,都要有创造性的劳动,我从中也获得了极大的乐趣。

  第二:结构工程师在可持续发展中,可起到举足轻重的作用

  有资料表明,建筑活动对自然资源和环境影响是最大的,这个活动大约占用了人类所使用的自然资源的40%、能源的40%,所产生的垃圾也是40%.这些资源和垃圾,大部分是从结构工程师手里出去的,因此结构工程师有必要作一个回顾:你的设计是不是合理?材料有无浪费?是否有利于可持续发展、有利于构筑人与自然的和谐?有句很有哲理的话:“人类正以”煮蛙“的方式破坏着支持人类生存的能力。”作为结构工程师,我们应努力优化设计,以延缓危机的发生。所以说,优化设计是结构工程师的责任。

  优化设计有个重要的目标,就是减少材料的初始投入和增加建筑的空间效益。目前全社会对建筑节能的呼声非常高,但我发现有些项目往往为了使用期间减少能量消耗而不惜加大初始投入,殊不知大量的初始投入也是要消耗能量的。我认为对此应该引起足够的重视,需要好好算一算,初始投入的增加需要多年的节约才能回收、是否合算、是否符合国情。优化设计是结构工程师所能做的贡献,在安全的前提下,努力减少材料的初始投入,这是很大的节能,同时又增加了“空间”效益。

  我长期致力于设计的优化,没有多少优化理论,只晓得“把设计做得比前人好些、再好些”,这句话是江欢成公司的宗旨,下面介绍几个这方面的例子。

  上海仙霞高层住宅。我1984年当华东院副总工,1985年当总工,没有做多少“把关”工作,我向院长提出,总工的更大注意力应该放在带领工程师闯关上。所以我第一件事就是组织力量把当时大量套用的仙霞型住宅结构作了改进,本来所有墙都是剪力墙,我把很多剪力墙变成了隔墙,墙的重量减轻了30%.

  还有重庆滨江广场,204米高,在第9层高位转换,转换板2.5米厚。我提出高位转换的前提条件是转换层尽量做轻,上下刚度比接近,造型和顺。于是我们把转换厚板改为梁板,把上下层刚度比从2.6减小到1.1,采用钢管混凝土组合柱,省下了2.2万立方米混凝土。由此这个项目获得了2005年度优秀建筑结构设计一等奖。

  第三:优秀的建筑,必然有良好的结构;合理的结构,造就建筑的美

  “优秀的建筑必然有良好的结构,合理的结构造就建筑的美”,这是我的观点。支持我这观点成功的例子很多,例如埃菲尔铁塔、悉尼歌剧院、金门大桥等。我尤其推崇埃菲尔铁塔,它的结构合理并由此造就的建筑美,真是无与伦比。日本塔的造型和它极其接近,可缺少结构力度,美中不足。

  在我国建筑发展的大潮中,有许多好的作品,如金茂大厦、环球金融中心等。但也有支流,某些建筑以“怪”为美,却不断受到许多吹捧,有人痛心地对我说:“中国人正在干着蠢事,结构设计师不惜代价把不合理变成现实,现实却更努力证明不合理的结构也能够成立。”这是和可持续发展的科学发展观背道而驰的,这些新潮有两大特点:一是把建筑当做雕塑来做,殊不知建筑有巨大的体量和实实在在的功能要求;二是用不合理的结构造成强烈的视觉冲击,试图挑战重力,挑战自然。其结果必然造成材料的大量浪费,并且内部的使用功能也不好。北京有幢200多米高的大楼用了近12万吨钢结构,约合400多公斤/每平方米。从照片上大家可以看到,不光是外面有很多斜撑,里面也有很多。建筑是有功能的,所以我认为这种建筑不值得歌颂,这种趋势不宜提倡。我国的建筑方针是:“实用、经济,在可能条件下注意美观”.有人主张改为“坚固、实用、经济、美观”,但无论6字方针还是8字方针,美观均排在后面的。

  第四:结构工程师在建筑设计上的尝试

  下面介绍的是自己在建筑上的尝试。出于对建筑设计的爱好和对“建筑结构是一家”的认识,我不自量地在建筑设计方面也做了许多努力和尝试,其结果大多碰得“头破血流”,但却促使我不知反悔地继续探索。只要能对建筑设计有点好的影响,我也很知足。

  当初成立江欢成公司,主要是按当时改革的精神进行小事务所的探索。江欢成事务所的前身是东方明珠设计组、雅加达塔设计部、华东院第五所。东方明珠,我是设计总负责人,东方明珠最后的形象,是副设总凌本立完成的,我所起的作用是组织方案竞选、提出结构的构想、深化中选方案、组织现场设计、解决诸多难题,使之成为现实。较多地着力于寻求电视塔在结构上的突破,使之具有鲜明特色,与众不同,过目不忘。东方明珠电视塔就是当时方案的实施,当然在做的过程中还有很多改进,比如说原来的大球底是63米标高,现在是68米。东方明珠的结构还有它很独特的地方,下球是一个碗来支撑柱子,上球是一把伞来吊挂楼板,斜撑100米长,也是很大的难题,这些都是重要的创新点。

  我今年70岁,奢望能在有生之年再干成一两个象样的工程,在地球上留点“痕迹”,希望我的许多建议,能够为同仁提供参考。

  谢谢大家!

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