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刘明学:建筑的“战略”与“战术”

2012-6-14 00:00| 发布者: ccbuild| 查看: 1437| 评论: 0

简介:建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。任何一个建筑设计方案,都会对具体的结构设计产生影响,而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设 ...

建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节,对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。任何一个建筑设计方案,都会对具体的结构设计产生影响,而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。只有将二者适当结合、相互调协,使二者相统一,才能创作出真正优秀的建筑设计作品。“如果把一个设计过程比喻为战争的话,二者之间的关系就是战略与战术的关系,即概念设计是战略,结构构造是战术。”北京时空筑诚建筑设计有限公司结构总工程师刘明学在接受畅言网专访时表示。

刘明学,北京时空筑诚建筑设计有限公司结构总工程师

畅言网:您认为建筑结构设计的基本原则是什么?

刘明学:安全、适用、经济合理、美观大方、方便施工、技术先进。

畅言网:保证建筑的安全性是结构设计的第一要务,这一点应如何体现?

刘明学:有理有据。所谓有理是指结构计算分析模型应根据结构实际情况进行必要的简化,并能较准确地反映整体结构体系的受力特性和结构中构件的实际受力状况。所谓有据是指结构设计必须根据计算结果进行设计,对重点部位受力复杂区域的主要构件适当加强,而不能“拍脑袋”,盲目加码,因为无目的的加强可能导致受力状态发生变化,结构反而不安全。但必须指出的是,有理有据的前提是保证计算结果的合理性和可靠性,这就要求不仅需要选择使用可靠的计算软件,还应该对软件产生的计算结果从力学概念和工程经验等方面加以分析和判断。

畅言网:标新立异的建筑造型设计对结构的要求必然很大,对此,结构工程师如何操作?请谈谈您对这类建筑设计作品的看法。

刘明学:我认为结构工程师首先要克服畏惧心理,勇于迎接挑战;第二,要与建筑师沟通、探讨,理解建筑艺术的需要和设计思路;第三,要突破传统观念,构思反映建筑设计思路和和效果的主体结构体系;第四,就结构体系中影响建筑设计思路和和效果的地方,与建筑师沟通、探讨、优化,形成相对合理的结构体系。

我个人认为对这类标新立异的建筑设计作品不应提倡,但应肯定建筑师勇于创新的想法和努力。关键是要学习其设计过程中的成功经验和教训,发扬光大其经验,规避其教训。

畅言网:请谈谈概念设计与结构构造的关系。

刘明学:如果把一个设计过程比喻为战争的话,两者的关系就是战略与战术的关系,即概念设计是战略,结构构造是战术。

概念设计是在初步设计前为所设计的工程项目,设想一个概念性的以功能优越、造型美观、技术先进为目的的总体方案。而采用什么方法实现概念设计的目的就成了结构构造的问题。

因此两者之间的关系是:第一,结构构造依托概念设计而来,概念设计也要考虑结构构造,尤其是关键部位的最佳实施;第二,概念设计包含的内容要广,结构的整体方案(主要承重体系)、相应的分结构体系(楼、屋盖、基础等)以及它们之间的关系都是概念设计的内容;而结构构造一般局限于一个构件或一个节点;第三,一个好的甚至完美的概念设计实施是优秀建筑工程设计得以完成的关键,一个结构构造可以由其他构造或方法来弥补,但是一个失败的概念设计,就会导致整个设计的失败。

畅言网:大跨度空间在结构设计时如何处理?

刘明学:根据建筑方案,尽量采用形体合理的空间结构。空间结构是指不宜分解为平面结构体系的三维形体,具有三维受力特性,在荷载作用下呈空间工作的结构。例如根据建筑方案,尽量选用网架、网壳等网格类结构,薄膜和悬索等张力结构,或者以上两种或几种结构组合的张弦桁架、斜拉网架、索承网壳等杂交结构。

时空筑诚作品:北京新世界中心

畅言网:您认为国内建筑在抗震性方面与国外有哪些差距?

刘明学:近年来正规设计的普通、常规建筑,扣除材料和施工质量因素,国内建筑与国外建筑相差不大。相差较大的是我国较少采用新型抗震性能优越的隔震、消能减震建筑,一方面是由于我国规范制定的保守和滞后,广大设计人员不熟悉隔震、消能减震建筑设计流程和方法;另一方面是由于政府和业主对该类建筑的认知有待提高,缺乏推动其进步的热情和相关优惠、税收减免措施的制定。

畅言网:结构工程师如何与建筑师配合?如果遇到不符合结构学原理的建筑设计,应该如何与建筑师沟通?

刘明学:建筑师和结构工程师的密切配合与合作,是最基本的要求。清华大学出版社出版的罗福午主编的《建筑结构概念设计与案例》中关于结构工程师与建筑师的关系,很好的说明了结构工程师应该如何与建筑师配合。书中写到:结构工程师与建筑师的关系有四个层次:首先是合作,即“你做你的设计,我做我的设计,遇到矛盾,合作协商解决”,这是最低层次的要求;第二是结合,即“虽然各做各的,但都能懂得对方,主动结合,互相补充”,结构工程师要懂得建筑设计原理,理解建筑艺术需要,熟悉建筑技术问题,清楚工程的建筑设计思路,这是较高层次的要求;第三是融合,即“你中有我,我中有你,融为一体”,结构工程师要自觉地考虑建筑问题,建筑师也要自觉地考虑结构问题,这是高层次的要求;第四是统一,即“结构工程师就是建筑师,建筑师也是结构工程师”,两类人才的素质都统一在一个人的身上,这是最高层次的要求;如西班牙的托罗哈和华裔著名建筑设计大师贝聿铭,马德里赛马场观众台和香港中银大厦是他们的代表作。

结构工程师在与建筑师沟通、探讨时要理解其建筑设计的艺术需要和设计思路。如是笔误或影响其整体效果和设计思路较小的地方,提出合理的建议,帮助建筑师优化其设计;如确认为体现其整体效果和设计思路的关键之处,提出可能的结构体系,并就影响建筑设计思路和和效果的地方,反复与建筑师沟通、探讨、优化,形成相对合理的结构体系。

畅言网:结构师在选材方面会提出哪些意见和建议?

刘明学:在充分掌握材料性能的前提下,有效地利用材料、尽可能地节约材料。

畅言网:未来的建筑结构设计的发展方向在哪里?请预想一下未来的先进技术。

刘明学:有特殊功能和美观要求的工程发展为性能化、个性化的设计;普通常规的工程发展为标准化和工业化结构体系和构件的选型设计。

至于未来的先进技术,我预想会出现符合仿生学观点的新型高能高效的结构体系,以及应用高强、高性能、低能耗、环保的新型建筑材料。

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