本書緊密聯(lián)系國內(nèi)外現(xiàn)代建筑創(chuàng)作和工程實踐,系統(tǒng)深入地探討了現(xiàn)代建筑創(chuàng)作結構思維的意義、原理、思路、手法等內(nèi)容。全書共分八個部分:建筑結構思維是綜合創(chuàng)造力的展現(xiàn),建筑結構思維與合用空間的創(chuàng)造,建筑結構思維與視覺空間的創(chuàng)造,建筑結構思維與經(jīng)濟價值的創(chuàng)造,建筑結構思維的想象力與意圖表達,建筑結構運用中的建筑美學問題,各類建筑結構形式工作原理要點,以及普適性綠色建筑設計結構思維路徑。全書配有內(nèi)容豐富的作者手繪插圖和案例實景照片,可供建筑師、結構工程師和高等院校建筑學專業(yè)、土木工程專業(yè)師生學習、閱讀,也是主管城鄉(xiāng)建設或主管建筑創(chuàng)作的人員提高自身業(yè)務水平和建筑文化素養(yǎng)的良好讀物。就該著作內(nèi)容豐實、圖文并茂、版式鮮活的特點,及其所反映的系統(tǒng)性、知識性與趣味性而言,還具有“一書多用”的收藏意義。
寫在前面的話
21世紀已走過20多年的歷程,人類社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標,越來越嚴峻地面臨著氣候變暖、環(huán)境惡化、能源危機,以及頻繁發(fā)生的疫情與天災等的挑戰(zhàn)與威脅。在危難重重的這種情勢下,“和諧共生,綠色為先”已成為建筑科學與藝術領域諸多崗位必須擔當?shù)臍v史使命。作為中國第四代已進入高齡建筑師隊伍中的一員,我一直想著要為這個新時代的“建筑實踐”做點什么有益的事,其中我便想到了,要完善和充實2006年出版的《結構構思論——現(xiàn)代建筑創(chuàng)作結構運用的思路與技巧》一書。
這是因為有兩個重要原因:首先是值得我這樣去做。鄒德儂教授說“這本書理論成熟,干貨也多!瘪R國馨老總說:“這一研究成果,對于建筑師從事創(chuàng)作來說,自然是有用的工具……對結構設計師來說,這本書也是極有價值的,同樣值得一讀!绷硪粋原因是,對這本書追本溯源,應回到1965年,在徐中導師指導下我完成了研究生畢業(yè)論文——《在建筑設計中正確對待與運用結構》,因此,這本書是自己走上職業(yè)建筑師之路以后,在長期設計實踐與理論研究中,沿著建筑前輩徐中先生指出的方向,持續(xù)探索不斷深化的結果,今天再續(xù)前緣,自然就是樂見其成的事了。
這次主要涉及三個方面的調(diào)整與充實:
全書的主題及其各章論述,均從“結構構思”轉(zhuǎn)向了“結構思維”。新書名《建筑結構思維》去掉了“論”字,也去掉了原書名《結構構思論》后面很長文字的副標題。這樣更改書名并加以簡練表達的用意,一是為了避免“構思”概念對“結構運用”的思路可
能產(chǎn)生的一些“局限性”影響;二是要凸顯“建筑結構思維”內(nèi)涵的工程性質(zhì)及其邏輯嚴謹?shù)奶攸c。這樣的改動,既一目了然、通俗易懂,又體現(xiàn)了結構思維的活力超出了原“結構構思”范圍的意思。正是這個原因,作者沒有受“結構構思”概念的束縛,而是把眼光投向了結構廣泛運用的方式與方法,并由此完成了新增加的第8部分主題的七點論述。
作為建筑骨骼系統(tǒng)的結構,工程量和投資巨大、耗費資源種類繁多、全程排放居建筑工程之首。因而,結構設計如何排除當下建筑領域形式主義、唯美主義及主觀主義的各種干擾,切實跟進建筑創(chuàng)作的綠色革新步伐,這是我們所必須正視的重大建筑課題。作者從我國綠色建筑設計實踐摸索到基本經(jīng)驗出發(fā),堅持規(guī)避靠增加土建造價和設備投資實現(xiàn)節(jié)能減排的做法,為此,在新版中特意增加了第8部分專題論述——普適性綠色建筑設計結構思維路徑。這是作者遵循普適性綠色建筑設計基本策略,通過國內(nèi)外不同類型、規(guī)模與形式的建筑案例,包括從作者創(chuàng)作實踐中選出的代表作品,系統(tǒng)地分析和總結出了普適性綠色建筑設計結構思維的七條基本路徑。毫無疑義,這個理論課題的正式提出與初步探析,將進一步推進我們在普適性綠色建筑實踐中,開展“材料、技術、結構”三合一的綜合性、務實性、與創(chuàng)造性相結合的化運用。
本書保留了《結構構思論——現(xiàn)代建筑創(chuàng)作結構運用的思路與技巧》一書的“序言”和“前言”部分。從附在“導論”后面的插圖系列來說,為了看上去清晰明了,同時為了吸取典型案例,作者有選擇性地做了個別調(diào)整和更換。此外,新增加的第8部分共七節(jié),其插圖采用彩色圖片,與書中作者手繪黑白插圖畫面形成了鮮明而生動的對照,這也是為了讀者對這本兼具“理論書”與“工具書”意義的新著產(chǎn)生收藏興趣著想的。
令作者十分欣慰的是,以持續(xù)擴充新內(nèi)容面貌出現(xiàn)的《建筑結構思維》,將惠及廣大讀者。在本書的擴充策劃與書名變更的醞釀過程中,得到了馬國馨院士的寶貴指點,和出版社的鼎力支持,在此謹致衷心感謝。
作者 布正偉
2022.11.25夜.于北京
寫在前面的話
序言 知行博涉歷苦甘
前言
導論 進入21世紀的建筑創(chuàng)作與結構運用
1 建筑結構思維是綜合創(chuàng)造力的展現(xiàn)
一、結構在建筑中的作用:雙重空間中的結構
二、結構思維的特殊意義:對建筑骨骼的摹想
三、結構思維的中心問題:綜合處理各種信息
四、結構思維的力學判斷:結構傳力普遍規(guī)律
五、結構思維的展開進程:逐步形成結構方案
(一)從總體關系上把握結構方案的初步形成
(二)從局部關系上解決結構方案的具體問題
六、結構思維的應變方式:思維序列的靈活性
七、結構思維的敏感能力:思路與手法的統(tǒng)一
2 建筑結構思維與合用空間的創(chuàng)造
一、建筑物的使用空間與結構的覆蓋空間
(一)利用不同體形的平面結構,構成與使用空間相適應的頂界面或側(cè)界面
(二)將覆蓋大空間的單一結構,化為體量較小的連續(xù)重復的組合結構
(三)選擇其平面、剖面與建筑物使用空間相適應的各種新結構形式
(四)利用組合靈活的混成結構,以適應建筑物使用空間的平面與剖面形式
(五)通過平面結構與空間結構的組合,與大小使用空間的歸并相適應
二、建筑物的使用要求與結構的合理幾何體形
(一)采光、照明與結構的合理幾何體形
(二)通風、排氣與結構的合理幾何體形
(三)音響與結構的合理幾何體形
(四)開啟面與結構的合理幾何體形
(五)排水與結構的合理幾何體形
三、建筑物的空間組合與結構的靜力平衡系統(tǒng)
(一)單一式大空間與屋蓋結構的靜力平衡系統(tǒng)
(二)復合式大空間與屋蓋結構的靜力平衡系統(tǒng)
(三)并列式大空間與屋蓋結構的靜力平衡系統(tǒng)
(四)單元式大空間與屋蓋結構的靜力平衡系統(tǒng)
(五)自由式大空間與屋蓋結構的靜力平衡系統(tǒng)
(六)開放空間與懸挑結構的靜力平衡系統(tǒng)
四、建筑物的空間擴展與結構的整體受力特點
(一)空間擴展所帶來的結構整體受力狀況的變化
(二)與空間擴展相適應的不同結構體系
(三)高層結構的整體受力特點對建筑平面—空間布局的影響
(四)大跨結構的整體受力特點對建筑平面—空間布局的影響
五、建筑物的空間擴展與結構傳力的定向控制
(一)水平承重結構受力性能的改進與空間擴展
(二)懸挑結構受力性能的改進與空間擴展
(三)空間結構受力性能的改進與空間擴展
3 建筑結構思維與視覺空間的創(chuàng)造
一、結構構成與空間限定
(一)利用結構構成的空間界面以豐富空間輪廓
(二)利用結構構成的空間界面以強調(diào)空間動勢
(三)利用結構構成的空間界面以組織特有的空間韻律
二、結構線網(wǎng)與空間調(diào)度
(一)在結構線網(wǎng)中分割空間
(二)向結構線網(wǎng)外延伸空間
(三)在結構線網(wǎng)上開放空間
三、結構形式與空間造型
(一)結構的形式美與空間造型
(二)結構形式的特征與建筑形象的個性
(三)結構的技巧性與結構外露的藝術處理
(四)懸挑結構與現(xiàn)代建筑的藝術造型
(五)V形支撐結構與現(xiàn)代建筑的藝術造型
(六)高技術結構與現(xiàn)代建筑的藝術造型
4 建筑結構思維與經(jīng)濟價值的創(chuàng)造
一、結構線網(wǎng)的布置與建筑平面布局
二、結構傳力的全過程與建筑剖面設計
三、結構傳力系統(tǒng)的組織與不同結構部位的用材
(一)受壓構件與受拉構件的材料結構組合
(二)受壓構件與受彎構件的材料結構組合
(三)受拉構件與受彎構件的材料結構組合
四、結構的經(jīng)濟尺寸范圍與結構的合理幾何形狀
五、結構方案的創(chuàng)造性與結構工程的具體實施
5 建筑結構思維的想象力與意圖表達
一、結構思維的想象力
(一)結構思維的誘發(fā)聯(lián)想
(二)結構思維的科學設想
二、結構思維的意圖表達
(一)結構思維的各種草圖表達
(二)通過平面圖表達結構思維的基本意圖
(三)通過剖面圖表達結構思維的基本意圖
(四)通過圖解表達結構思維的基本意圖
(五)以表現(xiàn)結構為主的透視圖畫法
(六)以表現(xiàn)結構為主的模型制作
6 建筑結構運用中的建筑美學問題
一、凸顯結構作用的建筑思潮的興起
二、現(xiàn)代主義建筑運動的重要組成部分
三、“結構合理”與建筑形象的美
四、“表現(xiàn)結構”與建筑藝術表現(xiàn)
五、“虛假結構”與建筑藝術處理
7 各類建筑結構形式工作原理要點
一、平面結構系統(tǒng)
(一)承重墻與支柱
(二)梁與桁架
(三)拱
(四)剛架
二、空間結構系統(tǒng)
(一)折板
(二)薄殼
(三)網(wǎng)架
(四)懸索
(五)膜結構
(六)充氣結構
(七)盒子結構
(八)索桿結構
8 普適性綠色建筑設計結構思維路徑
一、力求減少結構圍合之中的“無用空間”
二、讓結構為“氣候設計”創(chuàng)造良好條件
三、立足“在地建造”優(yōu)化結構應變樣態(tài)
四、統(tǒng)籌考慮建筑結構資源“可再生利用”
五、在利舊出新中發(fā)揮原結構的利好作用
六、充分利用輕結構在施工中的獨特優(yōu)勢
七、開創(chuàng)綜合性節(jié)能減排的結構組建方式
結束語
參考文獻
后記