建筑构造与建筑设计

1、我眼中的建筑浅谈建筑构造与建筑设计第一部分建筑构造结构是建筑的骨骼，人有人的骨骼，动物有动物的骨骼。大千世界千奇百怪的生命体，很多都依赖骨骼承托着身体的重量。地球上生物的进化规律是，越是高级的生物，骨骼就越复杂，而建筑也同样，建筑的造型、空间等内容，都依赖它的骨骼一一结构承重着。就如同不同的生命有着不同的骨骼一样，不同的建筑也有着不同的结构。我们关注结构的时候，首先关注它的可靠性，此外很重要的，还要关注它的形态，可以说，没有结构，就没有造型，也就没有空间。如果以上的这些比拟还十分粗糙，那么从建造的角度来看，把结构类比作生物的表皮，把造型类比作表皮和皮下组织就显得十分准确了。肯尼斯-弗兰普顿说：

2、“建筑的根本在于建造，在于建筑师应用材料并将之构筑成整体的创作过程和方法。建构应对建筑的结构和构造进行表现，甚至直接的表现，这才是符合建筑文化的。”高层建筑中设计中的结构要素，影响着整体的造型。当我们在结构力学允许的范围内，调整梁、柱、墙的数量、比例、排列方式和截面形式等这些因素的时候，看似枯燥的结构就展现出无比丰富的表现力。例如可以把柱子陈列成柱廊，不同长度、不同高度、不同间距的柱廊有着不同的性格；也可以像路易斯-康一样把柱子和墙当成构成中的线和面，组成一定的肌理，框架结构有着相当的宽容度，并不是一提起来就只有8米见方的柱网。事实上当你仔细的处理每一个柱与柱、柱与梁、墙与柱等等的关系的时候，

3、结构就变成活的东西，就可以变成你造型的有力手段。首先来看支撑构件，一般包括柱和墙，是竖向的结构构件。同样的构件断面尺寸下，“十”字形的柱子在视觉上就比“口”字形的柱子显得要高耸一些，原因是它在竖直方向的立面上增加的了一些线条，改变了原来的立面比例造成的印象。除了改变截面柱，我们也可以用束柱等方法来加以调整。此外柱子也不一定就必须是竖直方向的，适当的倾斜也未尝不可。在结构造型设计中，非常重要的就是柱与梁的关系，它们的比例、形式和连接。一般来说，梁柱尺度相同的时候，形式感比较纯粹；梁比柱大的时候，显的比价有分量；柱比梁大的时候，有拈轻若重的感觉。当然这种相对的比例关系也与构件的绝对尺寸有关，尺寸大

4、的总是显得沉重，尺寸小的总是显得纤巧。另一个重要的承重构件就是墙体。墙体可以看成是一排紧密相连的柱子，但是墙的作用不仅于此，除承重外，墙体还可以承担抗剪和围合空间的作用，抗剪就是抵抗框架结构体系的横向受力而起的作用。我们把承托重量的墙称为承重墙，抵抗剪力的墙称为剪力墙，不承重的墙可以称为非承重墙、填充墙或隔墙。由于兼具结构作用和围护作用，墙体的重要性不言而喻。墙体由于是面的造形，所以比例关系和轮廓形状就更为重要。而墙上可以开洞或窗，都会改变墙的结构能力和视觉效果，需要结合建筑设计和结构设计综合考虑。至于墙的空间中的效果，应该是起到最为重要的表皮和限定作用。横向构件也是非常重要的元素，主要包括梁

5、和板。通常情况下，都有板来承托荷载，然后把重量传递给梁，梁在传给柱，柱传递给基础。板和梁都是受弯构件，这是他们共同的受力特征，决定了它们的形式。梁是生动有表现力的结构构件，它有很多形式。从平面上看，有主次梁结合的、又密肋梁排列的、也有井字梁形式的等。梁的截面也可以发生变化，可以悬挑、可以斜梁，使空间产生趣味。无转换梁结构框架是我们现在应用的结构中最为广泛的一种，可以说，百分之九十的建筑物都是用框架结构搭建起来的。框架结构的应用范围是十分广泛的。沙利文曾经说过：“当框架结构被放在两个基础上，建筑便发生了。”的确，最简单的框架也许就是在基础上的几根梁我眼中的建筑和柱组成的。梁是水平受力构件，注是竖

6、直受力构件。因此框架就形成了简单的横平竖直的方形，加上围护构件以后就是我们最常使用的方盒子。但其实，设计就是一种处理，同样是做方盒子，密斯凡德罗就可以把它的比例、尺度、细节、材料处理得十分精湛，成为众人仰慕的作品。所以说，重要的是设计推敲，而不是结构类型的本身。框架结构的造型特点：力和力量感是我们认识结构类型的重要切入点。从力的角度来看，框架结构是比较明确的，从力量感上来看，却比较复杂，因为框架结构中的不同构件，由于使用条件，如跨度、高度等的不同，以及构件本身的材料和使用方法不同，会呈现出许多不一样的效果。例如，同为密斯的作品，伊利诺理工学院建筑馆，就显得厚重、结实，突出纵向线条，梁也夸大并展

7、现出来，因而显得十分粗壮；而巴塞罗那馆就完全是另一种感觉，梁被板取代了，柱子被隐到了暗处，只有轻盈的屋面水平伸展，而不承重的墙体也加强了这种水平方向的延伸感。再如北京中银大厦就是同样结构的不同处理造成不同的力量感，也形成了不同的建筑造型。北京中银大厦屋顶艺术网架安装剪力墙是为建筑物提供刚度抵抗侧向风力和地震力的竖向平面隔板。它们在40年代就首先推出。剪力墙一般做成实体墙，有时墙上可以有一些为安装门窗或管道系统而设置的洞口。剪力墙在平面上可以组合成不同的形状。一般说来，剪力墙是一些竖向平板形成的构件，但也可以做成曲线型、折线形或者斜板形。在一栋多层建筑中，剪力墙可以设置在很多地方，它可以成为外墙

8、、内墙或者核心墙0中国银行上海分行1937年建成，是外滩（中山东一路段）众多建筑中惟一一幢由中国人自己设计和建造的具有中国民族特色的建筑，是上海最成功的摩天大楼之一。分东西两幢大楼，西大楼为4层钢筋混凝土结构建筑，东大楼是主楼，高15层，地下层2层，共17层，钢框架结构。外墙为金山石，屋顶为平缓的四方撰尖顶，上盖绿色玻璃瓦，楼檐上用斗拱装饰。东立面从高到低有变形的钱币形镂空窗框，大门上方原有孔子周游列国石雕，讲述了一个个令人神往的故事。到处洋溢着古色古香的氛围。中国银行大楼是近代西洋建筑与中国传统建筑结合较成功的一幢大楼。中银大厦（原名上海国际金融大厦）基地面积9918.9平方米。建筑占地面积

9、4126平方米，总建筑面积平方米。建筑总高度258米，地下3层，地上53层。中银大厦地下部分为钢筋混凝土结构，地上部分核心筒为钢筋混凝土结构，外围框架梁为钢梁，中低层部分柱为劲性钢筋混凝土，变截面及变截面以上部分为钢柱。53层沿短轴方向设四道水平桁架。项目总投资2.3亿美元，是以中国银行上海信托投资公司、中银集团投资有限公司等为主投资兴建的一幢集金融、办公、餐饮、休闲于一体的超高层甲级智能化办公楼。转换层结构采用与建筑设计最为贴切，受力流畅的斜柱框架结构。建筑造型新颖，由古老的铸币（布币）而抽象出的形态，象征着中国金融的历史和未来。天圆地方的建筑形态、竖直向上的建筑线条，塑造了一座晶莹剔透的水

10、晶之塔。屋顶的碗式造型似乎又象征一个聚宝盆。于建筑立面的要求，从23层开始建筑平面由正方形逐步转换成纺锤形。设计充分利用中央混凝土筒体的刚度和稳定性，转换层设计摒弃传统的巨型桁架承托，采用与建筑设计最为贴切，受力流畅的斜柱框架结构，节约了工程造价，并提高施工效率。在结构布置和构件选用上尽量使节点构造简单、施工方便。主要功能有中银上海分行办公楼、出租办公楼、银行营业厅、演讲厅、多功能厅、俱乐部、健身中心、餐厅及职工食堂等。大厦建筑造型优雅简洁、设计我眼中的建筑手法新颖中银大厦地下部分为钢筋混凝土结构，地上部分核心筒为钢筋混凝土结构，外围框架梁为钢梁，中低层部分柱为劲性钢筋混凝土，变截面及变截面以

11、上部分为钢柱。53层沿短轴方向设四道水平桁架。转换层结构采用与建筑设计最为贴切，受力流畅的斜柱框架结构。上海中银大厦中银大厦结构和机电设计采用多种新技术，并遵循节能、环保、局效和高度智能化的原则，在上海浦东陆家嘴地区成为继东方明珠、金茂大厦后又一幢标志性建筑，得到了多方好评和肯定。二、新技术应用与科技创新建筑造型新颖，由古老的铸币（布币）而抽象出的形态，象征着中国金融的历史和未来。天圆地方的建筑形态、竖直向上的建筑线条，塑造了一座晶莹剔透的水晶之塔。屋顶的碗式造型似乎又象征一个聚宝盆中银大厦在上海地区是较早开始运用内光外透的设计手法，窗帘箱，外侧安装日光灯带，内侧安装窗帘，夜间通过日光灯带的外

12、透形成了秀美的内光外透,充分展现建筑的体形和轮廓，丰富了城市的夜色。由于建筑立面的要求，从23层开始建筑平面由正方形逐步转换成纺锤形。设计充分利用中央混凝土筒体的刚度和稳定性，转换层设计摒弃传统的巨型桁架承托，采用与建筑设计最为贴切，受力流畅的斜柱框架结构，节约了工程造价，并提高施工效率。在结构布置和构件选用上尽量使节点构造简单、施工方便。中银大厦巨型钢桁架截面图中银大厦机电设计充分考虑节能、环保、高效的要求。大厦为二路独立电源同时供电，但母线分段运行，互为备用。当二路市电全部失电，2台应急柴油发电机组在15s内自启动，供给大厦内紧急配电柜以保证主要负荷的用电。楼内共设有一个主变电室及三个副变

13、电室。整个大厦采用先进的电力监控系统，空调设备、电气设备、给水系统全部采用了BA集中控制和智能化程序管理。采用以电及天然气锅炉的蒸汽作为能源的电制冷及澳化锂制冷机，可根据能源价格调整运行机组，降低运行成本。空调水系统分四段，减少设备承压和管径，提高了运行的安全性和可靠性，如左图。,.q一-中银大厦各类智能化系统（BAS、CAS、OAS）J.一一<设置齐个，设备选型先进”.实川，设计具仃良好【一-£砾；'的也磁兼容性，强弱也系统的机步安排、俱井分一.、下线走向及卜:要网络设备的加N均充分满足现代化高标准办公环境的要求。中银大厦给水系统采用市政管网二路进水，形成环网。按竖向

14、分区，采用重力供水方式，减压阀减压。热水系统分区和给水系统相同。冷热水管道用铜管，不易结垢。废水分质分系统排水，分低层、高层、厨房、设备层等排水系统、雨水和地下室排水系统。我眼中的建筑中银大厦消防系统除每层有消火栓系统和喷淋系统外，在5、32及33层高低压变压器室采用水喷雾系统。地下三层发电机房、地下二层锅炉房、地下一层主副变电所采用二氧化碳气体灭火系统。消防排烟、正压送风系统按楼层分段设置，有效解决超高层建筑的消防要求第二部分高层建筑设计与城市空间简介：随着高层建筑技术的迅速发展，高层建筑已经成为城市空间中不可缺少的元素，成为城市的一道亮丽风景（如香港中银大厦），然而高层建筑与城市空间的融合

15、依然存在一些缺陷。高层建筑形式在古代就已有了，早在公元前五百多年的古巴比伦曾经建造了现在号称世界七大奇迹之一的空中花园”，根据记载，其形式非常之华丽壮观，放置在任何空间之中都可以说是一道绝美的风景。近代随着科学技术的发展，尤其是钢铁、电梯的出现以及后来钢筋混凝土的应用，为高层建筑发展创造了前所未有的机遇，高层建筑也成为城市空间中一道独特的风景，其中以美国的高层建筑发展最为活跃，如1885年的芝加哥家庭保险大楼被公认为第一幢摩天建筑，而纽约的曼哈顿区更是高楼云集；近年来我国的高层建筑也发展迅速，如上海的金茂大厦88层，高420.5米。随着结构理论和技术的发展，高层建筑结构形式趋于多样化，高层建筑

16、的表现形式也多种多样，但随之所带来的弊端也越来越多的表现出来，在成为城市风景的同时如何恰当的融入城市空间成为高层建筑设计的一个重要任务，也是使高层建筑设计趋于完善所追求的一种理念。城市空间是人类生活和生产所需要的重要因素，它为居民提供各种活动的可能。这个可以说是城市空间比较科学性的定义，而本文提到的城市空间则更具体更形象，主要指城市内的建筑物、道路、绿地、广场、公共服务设施等实体以及由这些实体所构成的立体空间，也是人处在其中能真实、直观感受到的空间。高层建筑是否与所处的城市空间融洽，其评价标准相当一部分取决于公众的感受，简单的说就是人处在所创造空间中的感受；所以一位建筑设计者在进行高层建筑设计

17、时要充分考虑所创造出来的空间（无论是内部还是外部）给予使用者的感受。这些是理论上要求一位建筑设计师要考虑的因素也是作为一名建筑师应该承担的责任，而且还可以据此评价一位建筑师的设计能力和水平及其职业道德。事实上在进行一项高层建筑设计时，开发商受利益的驱使往往不会考虑建筑与环境的关系，此时，规划部门所出台的各种条文政策及规范将扮演着重要角色，它强制性的要求必须顾及城市环境，营造舒适的城市空间。可以看出，高层建筑设计与城市空间的协调以及城市空间的营造是通过两方面的共同作用来完成的，即建筑设计和规划。下面就从建筑设计和城市规划两方面谈谈高层建筑设计与城市空间的关系。一建筑设计1、充分发挥广场的作用高层

18、建筑由于其体量的巨大，往往给街道空间一种突然的压迫感，使人感觉好像从一个大空间突然进入一个小空间，这是由于高层建筑的体量所造成的对比。因此凡是处在街道两旁体量巨大的高层建筑在设计时应该对其进行后退处理，并在其退出的用地上设计一广场空间，这个广场空间将起到空间的缓冲作用；而且由于高层建筑的建筑面积远远超出其用地面积，容纳的人员较多，出入口人流密度相对较大，后退出的广场空间也起到缓解交通压力的作用；从另外一方面讲，广场空间往往在街道空间以及城市空间中起到非常重要作用，能够给公众留下较深的印象，也往往能成为城市的节点，这就是共享空间的好处。有的建筑大师甚至直接设计成下沉式的广场，如日本建筑大师叽崎新

19、设计的日本筑波中心的下沉式广场，独特的广场空间造型，以人和环境为设计重点，不仅为公众提供了一个舒适的安静的休闲场所，而且使建筑塔楼的形象特征更加突出。这种下沉式的广场往往更容易给人留下印象，就空间形式而言它是一种非常富有情趣的空我眼中的建筑问。因此在进行高层建筑设计时广场和建筑应该作为一体来考虑。2、高层建筑主体设计对于一个城市而言，高层建筑往往具有一定的代表性和象征性，可以反映一个城市经济水平和发展程度，选择合理的造型就显的尤为重要。高层建筑由于其结构形式的限制以及使用功能的要求，在造型上往往追随于建筑的结构形式，而不能有太多的变化，有的高层建筑甚至直接将结构形式外露不加修饰。高层建筑的主体

20、部分是它的塔楼，塔楼的表现形式对高层建筑的造型起着决定性的作用，现今国外和国内的许多高层建筑都有着独特的外形和明显的识别性，对一个城市具有一定的代表性，这可以说是高层建筑存在的一个原因。随着近年来资源短缺问题的出现，全球提出了可持续发展，而高层建筑就环保节能方面来说是很浪费的，随之就出现了生态型”建筑的概念，如生态建筑师一一诺曼？哥斯特设计的法兰克福商业银行总部大厦在强调象征意义和功能的同时，就引入生态的概念，是世界上第一座生态型”超高层建筑。具建筑平面呈三角形，宛如三叶花瓣夹着一支花茎：花瓣部分是办公空间，花茎部分为中空大厅。中空大厅起自然通风作用，同时还为建筑内部创造了丰富的景观。而气候设

21、计大师一一杨经文设计的马来西亚吉隆坡梅纳拉大厦则体现了利用空中开放空间连通建筑内外，贯彻生物气候大楼”思想，引入了大量的植物，立面上螺旋上升的垂直绿化和底部斜坡的绿化都有助于调节气候，尽可能地拉近了人与自然的距离，较好地完成了室内外空间的过渡与衔接。同时对形成良好的城市空间环境也是一种深化。可以看出目前高层建筑设计的一个新要求就是要实现生态节能型”。高层建筑主体的下部分一一裙房虽然对整个城市影响较小，但它对于街道的尺度和人情化空间的创造等方面却有着重要的影响。建筑的裙楼立面设计一般不同于上部立面，需要进行细致的设计，从而使下部空间丰富多彩而不至于感到苍白；并要体现人的尺度，因为裙房部分跟公众视觉接触较密切，对街道空间感影响也较大。而高层建筑的最上部分一一屋顶对整个建筑形象起到强化个性的作用，虽然它较少影响到生态环境，但对塑造建筑的标志性、丰富城市天际线具有重要的作用，因此应根据建筑的基座、楼身等因素加以塑造。3、巧妙的运用一些处理手法高层建筑的塔楼部分虽然变化的余地不大，但是底层部分却可以进行一些巧妙的处理来丰富空间形式。一般可以采用底层架空和人口缩进的手法。底层架空的处理手法是现代建筑的特征之一，它可以在高密度的环境中争取到宝贵的用地，把城市的道路、广场和建筑有机地结合在一起，形成通透的、公共的开放空问，给市民以小憩之地