大跨度建筑结构表现的建构研究

大跨度建筑结构表现的建构研究

曲志宝

（沈阳铝镁设计研究院有限公司，辽宁 沈阳 110001）

摘 要：随着建筑行业的快速发展，很多大跨度建筑如雨后春笋般出现。这些大跨度建筑中，结构表现是最为重要的审美领域，其中包含了技术美与艺术美。建筑表现力是大跨度建筑中最为关键的因素，且其涉及了多方面的内容，需要建筑师掌握建筑材料、力学规律以及西方建筑特点等多方面知识。文章通过介绍大跨度建筑的结构特点，帮助人们由本质上认识大跨度建筑。关键词：大跨度建筑；结构表现；建构中图分类号：TU3 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2017）02-0288-01

1 大跨度建筑的结构特点分析

主要内容：①结构与建筑具备较高的关联度，且远大于普通的建筑物。大跨度建筑的形体构筑、外在形象以及空间围合等都与其结构紧密相关。对大跨度建筑而言，结构就是建筑。而建筑也就是结构，两者可以说已经融合在一起。合理性的结构在整体建筑设计中占据十分重要的位置，且大跨度建筑一般分为屋盖结构与下部支撑结构，其中最为重要的结构表现便是屋盖结构；②结构的造价成本较高，大跨度建筑的造价很高，会耗费大量的社会劳动资源，比如国家体育场“鸟巢”的最终工程造价将近23亿元，且使用钢量为4.2万t。由此可见，大跨度建筑的资源耗费量是十分惊人的；③大跨度建筑的技术含量较高，在大跨度建筑的整体设计中，需要考虑结构、节能、智能控制等多种问题，需要运用到多种技术。同时，通过利用高新技术，大跨度建筑也可以体现出个性化的建筑形式，比如其结构设计中的技术必须达到跨度要求，并考虑到屋盖结构中会出现的结构自重等问题，而后采取合理的技术方法，确保荷载力与结构自重之间达到平衡。为了减轻自身重量，建筑必须使用效率更高的结构，而随着结构有效性的提升，其所需的技术也就越复杂。大跨度建筑必须经由多种高新技术的共同合成。

2 大跨度建筑结构的存在的问题

2.1 结构表现缺乏理性

建筑结构的表现最终会体现于建筑的外在形象，但科学合理的建筑结构本身也应建立在力学与美学充分结合的基础上之上。结构表现是大跨度建筑的核心影响因素，如果一味将建筑结构作为表现的工具，那么整个设计就是缺乏理性美，甚至会变为形式主义的建筑物。且由此种错误理念下设计的建筑结构缺乏张力，不符合当前的现代设计理念。比如很多建筑设计只致力于打造壮观的建筑形象，并在形态上使用花朵、飞鸟等图案，使得建筑脱离实际，无法经受时间的考验。

2.2 结构表现缺乏艺术性

在多数大跨度建筑中，其建筑结构都缺乏表现力，受理性主义的限制，以致建筑设计过于追求统一、高效的目的。而这些过于理性的建筑结构设计也使得

288

建筑失去了本身的实际意义。同时部分建筑师并不关注建筑的外在结构表现，只将节省成本、降低造价作为唯一的建筑目睹，而由此种理念下设计的建筑便会缺乏艺术性，很容易使人失去兴趣。3 大跨度建筑结构的建构方法

3.1 结构单元

在大跨度建筑中，结构单元是最为主要的核心因素，它可以为整体建筑设计增添规律感、在结构单元的设计理念下，任何的建筑都可以被看做若干个结构单元。而在实际施工过程中，当完成所有的结构单元时，那么此建筑也就可以宣告完工，即建筑施工也就是复制结构单元。同时，重复的结构单元也可以为人们提供一种秩序感，并增强建筑物的精确性。结构单元一般包含两种方式，即平面结构与空间结构，其中平面结构可以进行重复装饰，并给人一种整体感；而空间单元则以大部分的空间为单元，并复制空间设计，从而可以使大跨度结构体现出起伏、流动的动态感觉。例如吉隆坡的国际机场，便主要使用了结构单元的设计理念，并通过单元复制增添建筑的气势感。3.2 利用结构原型

建筑结构表现的大部分设计灵感都来自于生活以及自然中的原型，设计师通过演化原型，在大跨度建筑中进行灵活运用，并在适当的改进下，创造出更具艺术特点的结构形式。由此，这种不改变原型结构的演变方式也被称为建筑原型的演化，且其演化方式主要包括扭转、拉伸、放大以及缩小等。在建筑原型演化的过程中，设计人员还应注意获取而建筑参数，并形成结构受力之间的合理性，且要在确保方便施工的前提下，利用更为简洁的形式实现建筑结构形象的灵活化，避免出现呆板单一的结构形态。比如东京的代代木篮球馆便采用了这种设计理念，由篮球馆的屋顶上俯瞰，会看到整个建筑由悬挂屋盖旋转围绕着主立柱，这种结构具备很强的表现力，也具备良好的通风与采光效果（见图1）。3.3 结构组合

大跨度建筑的结构类型包括钢板、折板、悬索以及张力结构等。为了实现丰富的建筑形象，设计师应该在建筑结构美学的基础上，将不同的结构类型进行合理组合。实际建筑中，利用单一的

图1 日本东京代代木篮球馆结构设计图

建筑结构无法达到较好的经济效果，而结构组合类型，可以使大跨度建筑面向多元化方向发展。结构组合打破了单一结构的单调乏味性，使得建筑更加富于变化，并营造出动态的感觉（见图2）。

图2 结构组合

而由力学角度来看，结构组合也可以减轻单一结构的荷载，提升整体建筑的荷载承受力。交叉组合是最为常用的建筑结构，它同时运用了重叠组合与连接组合的方式，产生了全新的结构形式，也使得施工过程变得更加简单可行。4 结束语

当前我国大跨度建筑得到了快速发展，且出现了很多具有影响力的作品，它们的设计理念与设计技巧为大跨度建筑提供了更多的参考依据。但有些大跨度建筑存在设计不合理、造价成本较高以及没有考虑历史文脉等问题，对我国的建筑创作产生了很多消极的影响。同时，国外建筑师进入我国市场的现状也令人堪忧。应该由建构本质重新认识大跨度建筑，并提升国内建筑师的设计理念与创作技巧，从而真正提升大跨度建筑的设计水平。参考文献：

[1]刘康.现代大跨度木结构建筑的建构研究[D].西南交通大学,2015,(5).

[2]况志涛.当前高层建筑中结构施工技术探讨[J].工程技术研究,2016,(6):77.

[3]张文磊.航站楼建筑结构表现研究---以沈阳T3航站楼为例[D].北京建筑大学.

[4]谭文君.建筑结构设计中BIM技术的应用探析[J].工程技术研究,2016,(5):77+89.作者简介：曲志宝（1963-），男，辽宁沈阳人，高级工程师，研究方向：建筑结构。