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一、从组织建设入手,健全了四级调解网络
为了适应新时期人民调解工作的需要,使人民调解工作有组织、有领导、有人抓、有人管,更好地落到实处,我们从抓组织建设入手,编织了以“武宁县人民调解工作领导小组”为龙头的县、乡、村、组四级调解网络。县里成立了由县委政府分管政法工作的副书记、副县长为正副组长的“人民调解干作领导小组”;全县21个乡镇(街道办、开发区)均按要求建立了人民调解委员会;全县村级调解委员会、社区(居民)调解委员会进一步健全和完善,并在有关行政企事业单位设立了人民调解委员会和相邻地区设立联合调解委员会;在村民小组和楼院设有人民调解员和纠纷信息员。四级调解组织的建立和健全,在全县织牢了一张人民调解网络,从组织上保证了调解工作层层有人管,级级有人抓,做到矛盾纠纷发本资料权属文秘家园放上鼠标按照提示查看文秘家园生在哪里就调处化解在哪里。在硬件建设上做到了五有:有名称招牌、有办公场所、有工作人员、有办公经费、有工作报酬;在软件建设上做到了三有:有工作纪律和制度、有工作程序和流程、有工作计划和安排。具体操作中做到“二图”、“三簿”、“四制度”张贴(挂)上墙,使当事人一目了然,接受群众监督。“二图”就是调解区域图、工作一览图;“三簿”就是民间纠纷排查登记簿、纠纷受理调处登记簿、纠纷回访登记簿;“四制度”就是人民调解委员会学习、会议制度,民间纠纷排查调处工作制度,人民调解协议审核制度和回访制度,民间纠纷月报告和零报告制度。全县形成了“横向到边、纵向到底,依托基层,多方参与”的人民调解新格局。
二、从制度建设入手,建立了四项工作机制
组织健全加上制度规范才能把工作落到实处。为此我们狠抓了四项工作机制的建立和完善。
1、健全矛盾纠纷信息月报制度。县乡村组建立健全了矛盾纠纷信息网,做到正常工作月月报,突发事件及时报。落实责任人,形成逐级上报制度。对重大疑难纠纷向县委、县政府主要领导汇报,制订预案,未雨绸缪,从宏观和微观上掌握化解矛盾纠纷的主动权。2、建立了纠纷调处工作督办机制。县综治委和司法局及时分析研究全县矛盾纠纷状况,确定调处重点,落实责任制, 限期调处,对比较重大的矛盾纠纷实行挂帐督办。如去年,在全县统一开展的矛盾纠纷排查中,查出了7件山林土地权属,环保等方面跨乡镇难度较大的纠纷,这些纠纷仅靠各乡镇调委会是无法解决的,县司法局将情况汇总后向县委政法委作了汇报,政法委牵头组织了国土、林业、环保、公安、司法等部门进行集中解决。3、建立了矛盾纠纷调处奖励机制。一是每年在全县调解组织中开展创“十佳调解主任”评比活动,在全县政法工作会上,对全县“十佳调解主任”进行表彰,给予一定的物质奖励。二是对提供有价值信息,及时化解群体纠纷的人员给予重奖。4、建立了纠纷激化责任追究机制。把矛盾纠纷排查调处列入年终综治考评内容;对排查调处不力,造成群众集体上访或纠纷激化的追究有关领导责任,并予以一票否决。
三、从规范管理入手,突出了四个重点
如果说组织建设是基础,制度建设是保障,那么强化管理就是使调解组织更好地发挥作用,调解工作真正出成效的不可或缺的重要手段。规范化管理我们主要是突出对人的管理,重点抓好四个方面:
一是选配好合格的人民调解员。调解员的素质决定调解工作的成败。同样一起纠纷,经验丰富、素质高的人去调解就能成功,否则就调解不成。我们对全县235个村(社区、企业)调委会成员进行了重新配制和合理调整,几年来,更换了126名年龄偏大、素质较低的调解员,选聘了189名初中以上文化具有一定法律政策水平,热心调解事业的人员充实到调解队伍中。并坚持每年调整一次。
二是加强了对人民调解员的培训,完善考核评比。经常组织调解主任;调解员集中培训、现场参观,不断提高他们的法律政策水平和调解能力。司法所长、司法助理员每年都由县司法局进行培训;村级调解主任和调解员一般由各乡镇进行培训,县司法局重点调训,如今年8月10—12日县司法局就对全县110多名司法助理员、调解主任进行了集中培训。
三是实行人民调解员等级制和持证上岗制,为了做好这项工作,县委办、县政府办就加强基层调解组织规范化管理工作专门发文,提出明确要求。去年在南市乡开展的人民调解组织规范化管理试点工作中,把人民调解员等级制和持本资料权属文秘家园放上鼠标按照提示查看文秘家园证上岗制作为重要内容。通过考核,把该乡的118名调解员分为首席、一级、二级、三级共四个等级,由县司法局统一制发上岗证。今年对澧溪、船滩、石门楼、罗坪、鲁溪、泉口、石渡、新宁等八个乡镇的调解员由县司法局核实统一制发了上岗证。全县人民调解员持证上岗制我们计划在三年内完成。目前全县已发上岗证的首席调解员有29人,一级调解员136人,二级调解员245人,三级调解员488人。同时县司法局还对全县21个乡镇(街道办、开发区)的司法助理员统一制发了工作证,方便他们开展工作。
四是落实好调解员的工资报酬。全县各乡镇(街、道办、开发区)都解决了村(社区)调解主任的工资和调解员的报酬。有的乡镇还结合实际为工作满20年的调解主任买了1份养老保险。调解员的工资报酬得到了落实,有效地调动了他们的工作积极性,这也是我县做好人民调解工作的前提保证。
四、从规范程序入手,抓好了四个环节
人民调解工作要做到及时、合法、公正,就必须从规范工作程序入手抓好四个环节。
一是抓好了矛盾纠纷的预测排查环节,分析、掌握矛盾纠纷隐患。以乡镇(街道、开发区)为单位,每季开展一次纠纷隐患排查活动,及时了解、掌握民间纠纷发生的苗头和隐患动态,消除不安定因素,并向县委政法委和司法局报告。同时,县政法委和司法局每年都联合组织在全县范围内开展一次纠纷隐患集中排查调处活动,目的是对一些跨地区、跨乡镇和重大疑难民间纠纷进行排查和解决。如今年7月至8月在全县开展的矛盾纠纷排查调处“百日行动”中,共查出各类纠纷隐患88件,当地调解组织调处了76件,建议当事人向法院提起诉讼的9件,有3件是由政法委牵头组织相关部门联合解决的。
二是抓好纠纷调处环节,有效化解矛盾纠纷。为了更好地做好这项工作,2000年县综治委出台了《武宁县民间纠纷调解处理办法》,就纠纷受理、调解程序、调解笔录、协议书制作等方面都作了具体规定,向各级调解组织统一印发了调解申请书、调解登记表、调解,协议书、纠纷移送单等文书表格。各级调解组织和人民调解员在开展人民调解工作中,调解人员持证上岗,切实做到合理、合法、公平、公正,认真调查取证,仔细做好各种笔录,在查明事实的基础上,依法调解,促使纠纷当事人消除隔阂、化解矛盾,自愿达成协议。对发生在村民小组内的小纠纷由组里的调解员调解,进行登记,但一般不制作调解协议书;对发生在行政村范围内的纠纷,由村调委会进行调解,并有一名一级调解员参加,进行登记,调查取证,除当时就能履行的以外,都制作了调解协议书发给各方当事人;对跨村的民间纠纷,或者影响较大,或者调处难度大的纠纷,由乡镇调委会联合纠纷发生地的调委会进行调解,或由乡镇调委会单独调解,但必须有一名首席调解员参加,每件纠纷调解后都制发了调解协议书。同时尊重当事人意愿,不强迫调解。今年1—6月,全县各级调解组织共调处各类纠纷632件,调成6ll件,成功率达96%以上。甫田乡司法所(法律服务所)所长黄修辞认真总结调解工作经验,结合农村调解工作实际撰写了《如何做好疑难纠纷调解的记录工作》,并在司法部《人民调解》上发表。
关键词:建筑学;教育;建筑结构;教学方法
作者简介:张金红(1974-),女,吉林双阳人,中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,讲师;李作龙(1969-),男,山东广饶人,中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,讲师。(山东 青岛 266580)
基金项目:本文系中国石油大学(华东)教学研究与改革项目(项目编号:JY-B201214)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)06-0087-03
建筑学是一门综合性的学科,不仅涉及到艺术和技术两个基本的学科领域,它还广泛涉及社会、历史、文化、生态、环境等因素。建筑学教育旨在引导学生在与建筑有关的纷繁复杂的因素中,找出影响建筑建造的主导因素。我国目前的建筑学教育体系从根本上来讲,主要起源于欧美现代主义建筑教育。对于有着五千年文明,建筑文化曾经在世界建筑史上独树一帜并影响深远的中国,建筑学教育作为一门学科却没有完整地传承下来,这在全世界范围内来看,都是非常特殊的。中国建筑学是在教育的先驱梁思成、刘敦桢、童寯、杨廷宝、冯纪忠等人接受了西方的建筑学教育回国,才作为一门学科出现在现代中国教育的历史中。上述中国建筑学教育的先驱几乎无一例外系统地接受了西方的建筑学教育,尽管由于地域及个人的差异而出现不同大学之间的理念区分,但是中国的现代建筑学教育基本上全面吸收了欧美建筑学理念,[1]这一点是毋庸置疑的。
由于这种特殊的建筑学教育背景,中国的建筑学教育与中国本土的建筑发展脉络存在着很大的断层,虽然在目前的建筑学教育中诸如中国建筑史、中国传统建筑、传统聚落等的研究也会以相当重要的分量出现,但是中国建筑学教育大的体系却一直沿着西方建筑学教育的发展脉络而前行。而中国的建筑市场以及高等建筑学教育发展过于迅速,使得中国现代建筑学教育也没能系统地跟上西方建筑学教育的步伐,最终导致中国建筑学教育大多停留在西方建筑学教育对建筑形式和设计方法的层面上。目前中国建筑学教育的现状是过于追求形式,而对于像建筑结构、建筑材料以及其在建造过程中的逻辑和可能性等,成了当下整个建筑学教育的薄弱环节。本文通过对“建筑结构”教学方法的探讨,尝试找到一种艺术与技术、形象思维与逻辑思维齐头并进的建筑学教学方法。
一、“建筑结构”教学中存在的问题
1.“教”的内容与建筑设计相脱节
“全国高等学校建筑学专业本科(五年制)教育评估标准”中对“建筑结构”方面的知识做出了具体的要求:了解结构体系在保证建筑物的安全性、可靠性、经济性、适用性等方面的重要作用,掌握结构体系与建筑形式间的相互关系,了解在设计过程中与结构专业进行合作的内容;掌握常用结构体系在各种作用力影响下的受力状况及主要结构构造要求;有能力在建筑设计中进行合理的结构选型,有能力对常用结构构件的尺寸进行估算,以满足方案设计的要求。[2]
这些要求都是建筑学专业的学生应该掌握的基本结构知识。但实际情况往往是知识的传授与建筑设计和实践严重脱节,其中一个重要的原因,是讲授“建筑结构”课程的教师很少具有建筑学专业背景,无法将结构课程与建筑设计及建筑物实体结合起来,对于建筑学专业学生学习“建筑结构”的需求和兴趣点也把握不够准确,建筑结构课程就显得僵化、呆板,很难引起学生的学习兴趣。
由于学生的学习积极性不高,使得教师自身对于“建筑结构”课程的认识也多被定位为辅助的、配套的、边缘的地位,所以对于建筑学专业“建筑结构”的教学和研究也缺乏动力。
2.“学”的过程中,学生“重艺术、轻技术”的观念根深蒂固
成熟于20世纪50年代的中国建筑学教育,带着明显的计划经济的烙印,学生在学校里主要进行方案能力的培养,空间、构图、立面、色彩几乎是建筑学专业教育的全部内容。一个形式丰富的方案,一手漂亮的徒手画,一张完美的表现图,就是建筑学优秀毕业生的标签,顺理成章,形式成了建筑学教育的重头戏,重艺术、轻技术的观念在建筑学教育中可谓根深蒂固。
从学生学习的角度来看,“建筑结构”课程对于建筑学专业似乎是可有可无的,甚至有相当一部分同学认为,只要自己设计出有文化、有思想的建筑方案,自然就会有学结构的专业人员主动配合实现了。但实际情况却恰恰相反,但凡能成为优秀建筑师的人,对结构的知识往往都是非常丰富的,美国建筑大师赖特正是因为有着丰富的建筑结构知识,才在约翰逊制腊公司行政楼中创造出无梁楼盖的奇特景观,而同样是他设计的东京帝国饭店在经历大地震之后却依旧岿然不动。学生们在“万般皆下品,惟有艺术高”的指导思想下学习建筑学,其结果导致学生刻意追求超凡脱俗的艺术才思的同时,却丧失了严谨求实的技术头脑。[3]
二、“建筑结构”教学方法的改革从“教”和“学”两个方向同时开展
1.引入建筑学专业背景的建筑结构教师,增加形象思维的内容
具有建筑学专业背景的建筑结构教师对于“建筑结构”的教学可以起到事半功倍的效果,因为他们在掌握建筑结构专业知识的同时,了解、熟悉建筑设计与结构相关的知识点,以及能够用形象思维和逻辑思维相结合的方法进行教学内容设计和课堂实践。
在“建筑结构”教学中,尽量引入形象思维和建筑艺术实体,例如在框架结构的讲授当中,引入中国古代木构的原理和形象。中国古代木构的代表构件斗拱,从受力原理上来讲,与框架结构基本相同。从斗拱的构建和逻辑来讲述框架结构的悬挑原理,也收到了很好的效果,如图1所示。由于建筑学的学生对于中国古代建筑的木构以及斗拱本身就具有非常鲜明的印象,在“建筑结构”课程中引入该形象,首先从教学内容上能够起到吸引学生注意力的作用,其次,从木构及斗拱的受力与框架结构的受力逻辑的对比也使得学生对于抽象的框架结构逻辑的学习,增加了形象思维的内容。
同样,在讲授拱结构的受力特点时,课堂上用万神庙和路易斯康的印度经管学院进行对比。万神庙(图2)的穹顶结构侧推力是用连续的墙体来抵抗的,同时,为了减轻墙体的自重,将墙体局部挖空,形成壁龛,所以建筑形象也是相对完整和封闭的。而同样是抵抗拱结构的侧推力,路易斯·康的印度经管学院(图3),无论是解决跨度的拱结构,还是砌筑在墙体中的拱结构,都利用起拉结作用的钢筋混凝土梁来抵抗拱结构的侧推力。由于抵抗拱的侧推力时,钢筋混凝土梁主要处于受拉状态,所以梁截面尺寸较小,建筑形象与万神庙也大相径庭。学生在进行建筑结构专业内容的学习过程中,引入学生感兴趣的经典建筑形象,使得建筑结构和建筑艺术之间自然而然地联系起来。
2.增加建筑结构学习的连续性,学生能够“学以致用”
虽然学习是个长期的过程,但是对于只有48学时或者64学时的“建筑结构”课程,一个学期的内容,如果不能与其他课程融会贯通,不能在其他课程的学习中得到很好的应用,“建筑结构”的学习,留给学生的可能只是一次考试或者一个成绩。
为了增加建筑结构学习的连续性,将“建筑结构”课程与建筑设计课程紧密结合起来,建筑结构的教师参与到每一个设计题目当中。让学生从结构理性的角度对自己创作的建筑方案进行结构合理性评估。在以往的教学中,结构专业的教师,参与到建筑设计课中并非没有先例,很多学校也都做了这方面的尝试。但是据对学生调研的结果来看,以往结构教师临时性的参与,对于学生建筑结构知识的理解起到的作用微乎其微。而且结构教师不可能有很多时间全程参与建筑设计的教学,所以这个作用就更是大打折扣。在建筑设计教学中引入建筑结构的相关内容,尝试用一种启发性的自我评价的学习方法。实际操作是首先引导学生对自己的设计方案进行结构理性的思考和判断,在学生做出结构思考的尝试并得出一定的结论之后,结构教师再具体介入,根据学生对自己方案结构的自我评价,进行有针对的指导和干预。这种学习方法,使得学生不仅进一步深化了建筑结构的学习,也让学生对于自己方案的结构有了更进一步的认识,甚至还能起到开阔思路,启发创作灵感的作用。自我评价的方法要求结构教师课前科学合理地制订教学方法,具体体现在针对不同的年级和设计内容,提出具体的建筑结构评价指标。如下表所示分别是针对《专家工作室》和《大学生活动中心》两个方案的结构评价指标。
表1 《专家工作室》结构评价指标
拟选择结构形式 选择理由 主要结构构件 构件尺寸预估
首选
可选1
可选2
表2 《大学生活动中心》结构评价指标
拟选择结构形式 选择理由 主要结构构件 构件尺寸预估 楼层间结构对位关系契合度 结构形式与建筑空间及建筑形象分析
首选
可选1
可选2
上述两个表格中,对于低年级的学生,建筑结构知识相对较少,表1的设定,主要是提醒学生注意,在建筑设计的同时,要考虑建筑方案的结构可能性,并从老师那里学习建立最基本的建筑结构的基本知识框架;随着专业学习的深入,学生的建筑结构知识和对建筑整体把握越来越强,表2中增加了两项内容,目的是使学生在进行建筑方案的设计中既要考虑到结构合理性,同时也应从建筑结构的制约和启示中开拓设计思路。学生通过完成结构评价指标这项任务,会主动去关注和学习相关的结构知识,这种情况下适时引入结构教师的指导,学生的学习兴趣和学习效果都明显提高。
三、“建筑结构”教学方法改革的启示
建筑学专业目前很多课程教学过程中存在着脱节、重复等现象,主要的原因在于很多课程看似很成体系,但是实际操作过程却是各自为政,课程之间的衔接存在着很多问题。导致建筑学专业的毕业生,普遍情况是知识结构不完整,尤其缺少严谨求实的技术头脑。[3]业内人士也普遍认为应该加强学生综合能力的培养,对建筑学专业的学生来说,实现手段主要就是以“建筑设计”这门专业课为核心展开各门建筑理论与技术课程的学习。[4]本文探讨将建“建筑结构”与“建筑设计”有效地结合起来,尝试将建筑结构知识至始至终地在建筑设计课中得以应用,而且尽量做到知识结构与学生能力相结合,循序渐进,让学生感觉到相关知识学有所用,激发学生学习建筑结构知识的热情和主动性,从而为学生打造一个相对完整的知识结构。
四、结语
建筑学专业的“建筑结构”教学改革从调整教师的知识结构入手,解决结构知识源头过于专业和单一的问题。从课程融合入手,通过学生对相关知识的不间断应用来增加其对“建筑结构”课程的重视和兴趣,使“建筑结构”知识能够至始至终、循序渐进地应用于建筑学专业的整个学习过程中。当然,不同的知识,在教与学的过程中都会有其特殊性,但是,“建筑结构”教学中,这种实实在在的学科融合尝试给建筑学教学改革提供了一种思路。
参考文献:
[1]蔡永洁.大师·学徒·建筑师?——当今中国建筑学教育的一点思考[J].时代建筑,2005,(3):75.
[2]建设部.全国高等学校建筑学专业本科(五年制)教育评估标准[S].2003.
[3]郝曙光.建筑师素质与建筑学教育的思考[J].华中建筑,2000,
[关键词]结构美学;建筑审美;力学;艺术
中图分类号:TU611 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)10-0293-01
结构是按照力学规律形成的建筑骨骼,是建筑设计中非常重要的元素。在建筑中,结构作为传力系统除了满足承载要求外,其自身的视觉表现力还成为建筑艺术中的组成部分。建筑结构美学包括结构的内在品质与外在表现两个方面。内在品质主要涉及结构技术的合理性、效率性和可行性等。为了达到建造的经济性和有效性,设计者必须按照材料性能和力学规律选择结构形式,建立科学的逻辑思维秩序,赋予建筑结构以理性。结构的外在表现是指在审美观念上设计师可以充分发挥自身的能力、个性及想象力,将结构“技术”提升到“艺术”的高度。
每一次技术革命不仅带给建筑师新材料、新结构、新设备、新的设计手段与设计方式、新的建筑形态等,还悄然改变着人们的审美价值和美学观念。建筑艺术之美可以从多个方面来实现,而建筑作为一种空间受力的实体,结构表现具有艺术美的内涵。于是,如何善加运用结构,由被动变为主动,创造出别具特色的建筑作品,结构所起的作用值得关注和研究。
一、结构推动建筑形式美
结构技术一直影响着建筑造型,建筑史从某种意义上而言就是一部结构技术的发展史。传统建筑美学以古典的形式美为中心内容,形成以黄金分割为代表的均衡、稳定、韵律、渐变等原则,这其中,优美与合理有着必然的联系。根据力学要求,结构必须达到自身的平衡与稳定,才能实现承担荷载传递内力的作用。由于这个事实,使人们在审美上产生了视觉平衡的心理。于是,人们在建造建筑时都力求符合均衡的原则,这样不仅是安全的,而且在视觉效果上也是美的。因此,对称或不对称的结构形式都必须保持均衡与稳定,这与建筑造型中的美学观点是一致的。在对中国古建筑结构构件的研究中发现,尽管当时人们对结构技术的认识处在经验型阶段,但仍出现众多美学与力学相统一的成功结构构件。“为了使水平与垂直构件结合的更加牢固,檐柱多有侧脚和生起,还可以使建筑物的整体性与重心更加稳定。”其中“侧脚”一词,其含义是将柱头微向建筑内侧倾斜,柱脚微出向外,使柱按正“八”字形预先倾斜。从结构力学的几何稳定性分析,如果所有柱子都垂直于地面则它们之间的关系是互相平行,这在结构上是不安全的。采用侧脚,使得各柱之间不再平行而形成虚铰,有利于整个建筑物的几何稳定。另外,上部荷重会使柱头间保持自动向内挤紧,以达到稳固整体木构架的作用。同时由于人视觉经验的透视效果,使得建筑产生沉稳挺拔、气势宏大的美感。由此可见,许多熟知的建筑形象中都能找到结构技术的渊源,美的形式必然含有合理的技术内容。
二、隐藏在内部装饰的结构美
这是结构体系与建筑形式之间一种长期存在的关系。工业革命之前,由于建筑技术的落后,建筑形式创作严重依赖结构的生成过程,建筑与结构可以说是难分彼此。虽然结构体系对建筑形式有着决定性的影响,并决定着那个时期的建筑风格,但是结构更多的时候是在参与展现建筑的宏大体量,其自身往往被隐匿在装饰元素的覆盖之下。巴黎圣母院正是其中的代表之作,在它的尖拱中,框架式骨架券作拱顶承重构件,其余填充维护部分减薄,使拱顶减轻; 独立的飞扶壁在中厅十字拱的起脚处抵住其侧推力,和骨架券共同组成框架式结构,侧廊拱顶高度降低,使中厅高侧窗加大; 使用二圆心的尖拱、尖券,侧推力减小,使不同跨度拱达到一样的高度。虽然结构上的创新给建筑形式带来了根本变化,几乎一切可见的构件都在发挥着结构作用,然而结构的艺术性主要体现在对结构构件的装饰上。因为“尽管建筑师们仍然对结构感兴趣,但只是把它看作是实现建筑形式的一种手段,这种建筑形式是从离技术因素相距甚远的思想中产生出来的。”所以为了视觉上的优美雅致,所有的结构构件都作了调整,柱子的“卷绳”状装饰、柱头的形式,都不是结构的技术要求,而是视觉形式美的要求。结构的力学功能阐释得简单而有效,但其审美与可读性却大打折扣,因为结构基本上是基于技术需求的自发呈现,而非主动参与影响空间形态的塑造,所以纵然装饰工艺精致,却失去了建筑的本色。
三、与建筑相融合的力学之美
从埃菲尔铁塔开始,现代建筑的结构表现在历史舞台上也拉开了序幕。建筑师开始尝试用新颖结构设计意想不到的建筑造型,建筑结构走上了艺术化的道路,结构技术以一种神奇的色彩呈现崭新的面貌。建筑师利用结构材料自身的造型潜力,通过结构内力的分析,形成了由几何形体按照一定规律组合的结构,这些结构单元经过组合、变化能够形成复杂的形式,结构的逻辑表达反映了建筑师对于结构力学逻辑的遵循,建筑形态通过具有力学美感及符合内部功能的结构体系整体地表达出来。
四、信息时代结构美的拓展
由于传统的结构理论都是以二维受力来进行分析、试验的,所以大部分建筑师的设计都受到了很大的束缚,造型往往以直线、矩形块、大面积的平面等形式表现要素为主。当今时代,计算机技术的发展使得以往复杂形体,尤其是多元曲面的实体建构成为可能,建筑师控制自由曲面就如同控制欧式几何形体一样简单。这在一定程度上打破了原有的美学感知的逻辑,人们不再追求原来建筑结构所体现的稳定和层次分明,而是越来越关注建筑的形态给人带来的视觉刺激。非线性的复杂性美学观被引入建筑,建筑越来越侧重流畅光滑的曲线、轻盈透明的开放空间、柔软动感的不定形态以及复杂变换的形式生成,建筑形态走向复杂、塑形、多维、动态和不定形,迥异于传统的美学观。在这些超乎想象的形体中,视觉需求有时候甚至取代结构的内在逻辑性,结构的象征特征被加以强调,成为设计中的主导因素。
参考文献
【关键词】建筑结构;结构选型;图纸审核;结构优化;成本控制
1.引言
建筑结构的设计需要保证安全可靠、经济合理,由于实际工程结构中存在多种不确定性,所以结构设计就是研究建筑工程设计中的各种不确定性问题,取得安全可靠与经济合理之间的均衡。结构设计就是要处理这种安全可靠与经济合理的矛盾。
2.结构选型
建筑结构是形成一定空间及造型,并具有承受人为和自然界施加于建筑物的各种荷载作用,使建筑物得以安全使用的骨架。建筑结构是建筑三大构成要素中建筑技术的组成内容,是保证房屋安全的重要手段。建筑结构的形式是为了满足建筑功能要求,为创造建筑的美而服务。建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种。
建筑结构是解决坚固问题,处于服务地位,由结构工程师完成;建筑设计是解决功能、适用和美观的问题,处于先行与主导地位,由建筑工程师完成。建筑设计必须和建筑结构有机结合起来,只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真实的表现力和实际的可行性,富有建筑的个性。
(1)框架结构:框架结构的承重结构和围护、分隔构件完全分开,墙只起围护和分隔作用;平面布置要灵活,能够满足生产工艺和使用功能的要求。采用的材料是型钢和钢筋混凝土,要有很好的抗压和抗弯能力,由于梁、柱刚接,抗侧移和抗振动能力强,因此,其抗震性、整体性和延通性较好,适用于多层和高度不超过60m的高层建筑。框架结构的平面布置时,建筑平面形状和立面体型宜简单、规则,使各部分刚度均匀对称。要控制结构的高宽比,一般高宽比设为5~7,减少结构在水平荷载下产生的侧移。房屋的总长度宜控制在最大伸缩缝间距内,减少温度裂缝。框架梁宜拉通、对直,框架柱宜上下对中,梁柱轴线宜在同一竖向平面内。尽量统一柱网及层高,以减少构件种类规格,简化设计及施工。
(2)剪力墙结构:剪力墙是建筑物的承重墙,同时也是围护墙和分隔墙,因此,剪力墙的布置必须满足建筑平面布置和结构布置的要求。有较强的承载能力,同时也具有很好的整体性和空间作用,因此,剪力墙作为抗侧力构件用于高层建筑。受剪力墙间距的限制,建筑物的平面开间布置不灵活,所以多用于旅馆、公寓住宅等建筑较为适宜。剪力墙结构的楼盖结构一般采用钢筋混凝土平板,可不设梁,这样可节约层高。
3.结构设计中的成本优化分析
3.1建筑结构设计优化的概念
建筑结构优化设计是指在满足各种规范或某些特定要求的条件下,使建筑结构的某种指标(如重量、造价、刚度等)为最佳的设计方法。也就是要在所有可用方案和做法中,按某一目标选出最优的方法。传统的建筑结构设计方法,事先根据经验通过判断给出或假定一个设计方案和做法,用工程力学方法进行结构分析,以检验是否满足规范规定的承载力、刚度、稳定、尺寸等方面的要求,如符和要求的即为可用方案,或者经过对少数几个方案和方法进行比较而得出可用方案。而结构优化设计是在很多个可用和做法中找出最优的方案,及材料最省、造价最低、或某些指标最佳的方案和做法。这样的工程结构设计便由“分析与校核”发展为“综合与优选”。这对提高工程结构的经济效益和功能方面具有重大的实际意义。“综合与优选”实质上也就是建筑结构的优化设计。从理论上讲,按结构设计变量的层次分为:截面层次优化设计;结构几何形状的优化设计;结构的拓扑优化设计(如给定一个杆系结构的节点布置,要求确定哪些节点之间应有杆件连接);结构类型优化设计(如将一组荷载传递到支座,可以由梁、桁架和拱等不同类型结构进行优选)。随着设计变量层次的升高,所得的优化结构的效果也随之提高,但优化设计的难度将增大,工作量将增多。
3.2较常见的结构的优化措施
(1)钢筋规格的选取,例如箍筋选用三级钢(强度较二级钢提高1.2倍,较一级钢提高1.7倍),能一定程度上节省钢材的用量,如采购不到小直径的三级钢,楼板钢筋建议用冷轧带肋钢筋,强度等级同三级钢,也能节省钢材用量。
(2)楼层归并系数,常用楼层归并系数为三层(住宅),归并系数太大会引起钢筋的浪费,因为随着楼层的变化,每层配筋会出现变化。
(3)结构参数的选取,例如场地粗糙程度,规范上B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区;C类指有密集建筑群的城市市区[2]。如果场地类别选择B类会比选择C类钢筋含量增加25%,对结果影响很直接,所以在选取参数的时候可以与设计院和审图公司提前沟通。
4.建筑结构成本控制的思路
建筑结构成本控制需要从两个方面入手,分别是投资方进行建筑结构成本的控制和设计单位内部控制建筑结构成本,两个方面相互促进,缺一不可。
投资方进行建筑结构成本控制的主要管理思路
建筑设计项目管理的基本工作是保证项目的合理行、适用性和经济性,重点应放在程序控制、设计优化和投资控制上。建筑工程设计管理带来的技术和经济意义主要是:使建筑功能更为合理或得到提升,使结构安全度和抗震性能提高,减少和避免设计差错,节约建设造价,缩短建设工期,推广和利用新技术等。
关键词:结构;建筑形式;教学实验
中图分类号:TU2-4 文献标志码:A 文章编号:10052909(2015)05012306
建筑综合设计是中国矿业大学建筑系新开设的设计课程,其初衷是将建筑结构、建筑技术、建筑历史等方面知识在设计中进行综合利用,培养学生专业综合能力。这门课程为教学研究提供了良好的平台,使专业知识融会贯通。所开设的课题集中在建筑技术方面,如结构选型与体育馆设计、节能建筑设计、建筑结构与建筑形态构成的综合设计等。笔者在上学期的开课方向主要为建筑结构与建筑形态构成的综合设计。
一、教学目的
建筑学的学生经常会在四年级陷入一个单纯追求形式的误区:他们倾向于直接运用各种建模工具(犀牛、Sketchup等)推敲建筑的体量,喜欢夸张且具有张力的造型和炫目的建筑外表皮,而忽略建筑的结构表达,甚至不知道如何运用合理的结构形式来实现这些造型目的。
纵观建筑史的历程,每一类的经典建筑作品,都不能脱离结构技术的娴熟运用。近十年,许多创新性的建筑设计作品(如伊东丰雄的仙台媒体中心、台中歌剧院等),都是对结构体系深入研究之后,才做到建筑形式、建筑结构与建筑空间三者有机融合,而这正是建筑学的本质要求。
二、教学指导思想
在建筑创作领域,结构与形式的完美统一是建筑师普遍追求的方向。建筑形式是在对某种结构形式的创新性探讨和研究之后自动生成的。正如培根在《新工具论》中所言:“形式非它,正是支配和构造简单性质的那些绝对现实的规律和规定性。”他认为,形式是物质的属性,是结构对物质实体的抽象性提炼与表达。因此,在建筑形式生成的过程中探讨物质本体的抽象非常有意义,可避免建筑师陷入细节的纠缠,直指结构要素与形式要素的本质,是结构生成建筑形式的基础。而后期运用各种参数化软件对线性或非线性形式的具体生成,也是一种
以结构逻辑为基础的抽象。
因此,本次教学的指导思想定位为结构塑形,即结构生成建筑形式,强调形式应具有视觉冲击力,内容和形式应协调统一,有结构逻辑,而非奇奇怪怪的建筑。
三、教学操作方法
教学按时间先后顺序,共分为四个主要环节:案例分析、原型提炼、结构整合、形式生成。
(一)案例分析
正如普利兹克建筑奖对伊东丰雄评审辞里所述:“伊东丰雄在其职业生涯当中,创作了一系列将概念创新与建造精美相结合的建筑……每一次都力求建筑上的突破与超越。”研究过伊东丰雄的作品的人都会发现,他把结构与技术层面上的创造发明与清晰的形式语言相结合。伊东丰雄能用一种极其独特的方式,将结构、空间、环境、技术及场所建立于一个平等的立足点之上。他的作品结构复杂,但又巧妙地与形式融为一体,令建筑本身焕发出宁静与祥和的表现力。
因此,在授课过程中,笔者侧重介绍擅长结构表现的建筑师,如伊东丰雄、奈尔维、卡拉特拉瓦、诺曼・福斯特、理查德・罗杰斯、托马斯・赫尔佐格等,并对这些建筑师的作品进行了结构和形式方面的分析,目的在于使学生理解结构与形式之间的逻辑关系。同时,在课程的前两周,笔者要求学生挑选一位印象最深的建筑师,重点分析他们以结构表现为主的经典建筑作品,深度要达到理解其背后的结构逻辑,如要分析伊东丰雄的仙台媒体中心,就必须理解梳理清晰其中所应用的结构体系,即蜂窝状楼板与管状柱直接连接的环区、聚集楼板力流到管状柱的承台区和承受楼面荷载的跨区之间的结构关系,以及与柯布西耶的多米诺体系之间的共性与差异性。
(二)原型提炼
在结构理论里,建筑结构主要分为两大类――杆件结构(Elementary Structure)和整体结构(Monolithic Structure)。以仙台媒体中心为例,运用力流分析的概念,其中起到竖向承重荷载的管状柱可以从杆件结构优化为整体结构。学生需要做的是,分析清楚力流的概念,明白其在优化中的作用,最终提取结构原型――先将仙台媒体中心的表皮剥离,将隐藏在背后的形式生成逻辑落在结构体系上,把结构体系简化为承受竖向荷载的管状柱和蜂窝状楼板。在这里,管状柱和蜂窝状楼板作为结构原型,在接下来的形式再生成中,将起到重要作用。这种对基本要素的提取和组织过程,其结果正是设计问题的结构原型。
(三)结构整合
结构整合先期重点在于结构原型的抽象性提炼与表达。这种本质性抽象剔除了反映建筑形式元素基本性质的本质形式,是建筑形式生成的基础[1-2]。这一阶段要求学生结合建筑具体功能分区,运用本质形式组合建筑体量,在满足功能与空间的前提下,再重新梳理结构形式,符合结构体系的要求。事实上,这是一种“原型―设计―整合”的过程。
(四)形式生成
建筑学专业将造“形”性摆在很高的位置,甚至在许多学生眼中,建筑就是一门造“形”艺术。本门课程设计的最后一个环节分为三个阶段:在结构元素的组织过程运用想象力,构思出满足结构原型的形式为第一阶段;完善形式与充实再加工的过程――运用加减法、体量交错、虚实对比等手法对形式细化是第二阶段;形式外在化表达的过程――借助计算机辅助技术和软件,生成线性或非线性形式和表皮为第三阶段。
四、教学案例印证
对形态构成的关注是建筑与结构专业最大的共识,应该成为合作的基点,同样也是本门设计课研究的重点。而大跨度大空间建筑是最好的“实验场”。基于上述原因,课程选择以“城市规划展馆建筑设计”为载体,旨在让学生了解并掌握以结构形态构成方法来表现建筑形态的建筑设计创作方法。
(1)在案例分析阶段选取的作品是坂茂的蓬皮杜中心新馆(图1)。从案例分析中,学生把结构原型归纳为二维关联结构[3]。二维关联结构在平面形态上具有韵律美感,既可以作为结构支撑形式,又具有装饰美化效果。不仅如此,从合理性上来说,这种结构也是一种更为有效的荷载分摊体系:在三维尺度上作为编制整体的网格有两个方向的受力,与简支梁单向受力相比,可以合理地将部分受力传递给周围构件。
在抽象出这种结构原型的基础上,利用这种编织结构,将建筑自身所具有的结构美感表现得淋漓尽致(图2)。整个建筑像一朵编织的花瓣,把大空间的展览功能笼罩其中,自由灵活的结构编织体与线性竖向体量相互穿插、趣味十足,形成了丰富的供市民活动的灰空间,整栋建筑具有天然的结构韵律美感。
(2)选取的作品是伊东丰雄的台中大都会歌剧院。在案例分析中,学生把结构原型进行了抽象提取分析(图3)。整体结构上(图4),将一个矩形划分为网格并且间歇以A/B进行标记与区分,在所确定的网格中根据功能要求进行简单的功能区分,根据确定的功能关系将初步划分的A、B空间随机移位、变形。在空间上,平面A、B空间的交错组织将其诞生至竖向各层中的空间交错,各层平面依旧沿用平面中的AB空间根据功能需求随机移位变形,以满足不同功能对结构尺度的需求。另外,柱体原型也进行变形抽象:传统柱体结构变形为圆柱筒体结构,这种筒体在x方向挤压变形,传统框架结构演变为筒体,筒体在x方向移位,形成应力曲线,三维中形成应力曲面,单元体最终组合成结构体系。该生运用这种结构体系,将平面功能在竖向上合理分布,形成了大小各异的展览空间,空间表现力丰富,最后根据空间对位,运用计算机对表皮进行参数化赋形,建筑形式充满理性的变化。
(3)选取的作品是伊东丰雄的多摩大学图书馆。在案例分析中,学生把结构原型抽象为拱券结构。拱券是拱和券的合称,指块状料砌成的跨空砌体。竖向荷重时,具有良好的承重特性外,还起着装饰美化的作用。拱券结构在扩展室内空间,丰富内部功能,增强结构可靠性,增加建筑美感方面,都有独特的作用。
因此,学生在设计中选择拱券作为基本结构形式,营造舒展、结构优美的大空间(图5)。以伊东丰雄设计的多摩大学图书馆的拱券结构为母题,利用拱券的连续与交叉形成大跨度空间,同时以结构形式作为大空间的装饰,即城市模型展厅大空间雏形(图6)。首先利用一圈拱券围合形成正六边形,增加正对角的拱券,然后连接相邻角,与其他拱券交叉固定整体结构;其次在主体结构外侧,出挑拱券形成外部展厅,并平衡内部拱券拉力;最后在外部展厅表面添加弧线型框架,结构与外表皮结合,突出“拱”主体。设计不光突出大空间的结构表现,在普通展厅设计中,也运用了拱券结构生成建筑形式:把拱券变形成伞拱,形成基本单元体;四个伞拱,即四个小单元体,相互搭接依靠,组合成为较大的单元体,组合方式的多样,形成多样的“大单元体”,这种“大单元体”赋予表皮后,最终直接反映在建筑外部形式上。另外,多种组合方式,也营造了丰富的建筑内部空间。
五、结语
通过上述学生作业可以发现,四个环节(案例分析、原型提炼、结构整合、形式生成)的教学操作方法基本上得到了贯彻执行,学生在分析优秀案例的基础上,在对结构体系深入研究和掌握之后,使之成为建筑表现的途径和方法,最后基本做到了建筑形式、建筑结构与建筑空间三者有机融合[4],达到了教学的初始目的,是一次有意义的教学实验。
参考文献:
[1]顾大庆.建筑形式生成的方法学[J].东南大学学报,1990(9) : 42-49.
[2]郑.建筑形式问题辨析[J].中国科学E辑,2009(5) : 869-873.
关键词:建筑结构;教学改革;工程管理;建筑学
作者简介:白崇喜(1981-),男,黑龙江肇源人,东北农业大学水利与建筑学院,讲师;邵新妍(1976-),女,黑龙江双城人,东北农业大学水利与建筑学院,讲师。(黑龙江 哈尔滨 150030)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)01-0116-02
结构课程是土木工程专业的核心课程,其包括“混凝土结构”、“砌体结构”、“钢结构”、“地基与基础”、“建筑抗震”等,这几门课都用较多的学时单独讲授,学生的力学基础扎实,容易掌握结构知识。对于非土木类专业而言,结构课程却不是核心课程,因此,非土木类专业学习结构课程所需的学时及所学的重点明显不同于土木工程专业。目前,“建筑结构”课程采用教材的内容基本是由传统的“混凝土结构”、“砌体结构”、“钢结构”、“建筑抗震”等几门课程简单化后的“拼盘”,未能摆脱以培养结构设计人才为目标的内容框架。[1]为此,有必要对建筑结构课程的教学内容和教学方法进行改革,改革目标是用简单、形象、生动的语言表达复杂的技术问题,进行技术课程的“白话”革命。
一、非土木类专业对建筑结构知识的需求
非土木类专业,比如工程管理专业、建筑学专业,它们与土木类专业在学生的培养目标和要求上存在着较大差别,而这一差别在学生的培养过程中得不到足够重视,往往“建筑结构”课程都是由结构专业的教师来讲授,教师的授课较容易受到结构专业课程设置的影响。如果未针对非土木类专业的特点和学生的特点,来组织教学内容和选择教学方法,而仅仅参考结构专业的教学内容和教学思路来授课,会严重影响学生的学习效果和教师的教学效果。
“建筑结构”课程是工程管理专业一门重要的技术类课程,该课程在工程管理专业人才培养中起重要作用。[2]工程管理专业学生的学习重点是建立工程概念,使学生掌握建筑结构方面的基础知识及有关的构造要求,具备在实际工作中分析和解决一般结构问题的能力。“建筑结构”课程是建筑学专业的基础课,[3]建筑学专业学生的学习重点是建立结构中的力学概念,将其学到的建筑结构知识应用到建筑设计中,这样建筑师和结构师才能紧密合作。
土木工程专业与工程管理专业及建筑学专业的从业对象都是建筑工程,但是从业目标却不相同,土木工程专业侧重于结构设计和施工管理,工程管理专业侧重于项目决策和全过程管理,建筑学专业侧重于建筑设计和建造艺术。从业目标的不同决定了不同专业对建筑结构知识的需求也不相同,即工程管理专业和建筑学专业对建筑结构知识的需求明显弱于土木工程专业。
二、“建筑结构”课程教学内容改革
1.对教学内容的整体把握
教学内容应根据建筑结构知识与非土木类专业对其需求之间的关系来安排,培养学生结构整体思维意识。教师应从建筑结构整体的角度,阐述建筑结构概念设计,改变传统的只重视基本构件而轻视结构整体分析的教学模式,强调钢筋混凝土结构(构件)、砌体结构(构件)、钢结构(构件)这三类结构(构件)在设计时的异同点,通过类比加深学生对知识点的理解,重原理轻公式,侧重于技术知识的有效性,弱化计算公式的推导过程及其参数的讲解,从而引导学生掌握技术课程的精华。[4]
教师还要注重非土木类专业知识体系向建筑结构知识体系的过渡。非土木类专业的建筑结构教材内容过于强调结构设计自身,其与非土木类专业的知识体系之间的联系较少,缺乏非土木类学生在理解建筑结构知识所必需的过渡阶段,不利于学生形成结构素养,这方面的过渡则由授课教师来把握。由实体结构向力学模型简化的过程同样需要引起重视,要加强建筑结构与相关知识体系的联系,帮助学生树立建筑结构整体概念。
最后教师要能把握知识的纵、横向扩展。围绕真实的典型工程设计案例连续地组织授课内容,可使各部分相对独立的课程内容彰显其内在逻辑性,更具工程直观性。以建筑结构知识为主体,授课内容应优选与专业相关的、学生感兴趣的且工程中易引起误解的主题。
2.增加阅读结构施工图相关知识
工程图一直被称为工程界的共同语言,凡是从事建筑工程设计、施工、管理及相关行业的工程技术人员都离不开图纸,[5]因此,“建筑结构”课程的教学内容有必要融入结构施工图的识读这一内容。先讲解每种结构(构件)的结构设计原理,随后讲解与该部分结构(构件)相应的结构施工图的识读,对结构施工图的识读与对构件计算的理解是相互促进的。
结构施工图主要包括建筑工程结构制图规定、钢筋混凝土结构构件配筋图、钢结构构件及连接的表示方法,通过介绍有关建筑工程制图标准使用方法,使学生在工作岗位中具有独立工作的能力。结合专业实践,引导学生掌握建筑结构设计的基本过程及结构施工图的形成过程,增强阅读结构施工图的能力。
3.根据科研成果充实教学内容
随着科学研究地不断深入,新材料、新技术不断出现在各类建筑结构中,比如FRP材料、活性粉末混凝土、异形柱等,而书本内容往往不能及时反映新的科研成果。因此,教学过程中要根据建筑结构科学研究的发展情况纳入新知识。任课教师要努力承担科研任务并密切关注新的科研成果,坚持教学与科研一体化,实现教学与科研相互促进、协调发展。
三、贴近专业需求的教学方法
1.提升教师非土木类专业的专业能力
“建筑结构”课程的任课教师多数情况下是结构专业的教师,而这些教师缺乏非土木专业的专业素养,这样不利于实现非土木专业知识向结构知识的良好过渡。因此,为适应专业需求及社会发展,需要专业型的教师来完成“建筑结构”课程教学。对于工程管理专业的“建筑结构”课程,则应更多地了解工程管理专业的工程实践,从中找出相应的结构知识,从而建立管理知识与结构知识之间的联系。
专业型教师除了定期深入到工程第一线学习与结构专业及非土木类专业相关的工程实践知识外,还有必要参加国家注册结构工程师、建筑师、建造师等工程执业资格考试。实践证明,只有具有非土木专业的专业素养的教师才能更好地进行“建筑结构”课程教学,才能培养出与专业需求相适应的专业人才。
2.加强学生的感观认识
拍摄反映工程建设各个阶段的照片,并逐步在教学过程中应用,通过直观的照片将书本上枯燥的知识形象化,增强学生的感观认识,更好地帮助学生理解结构知识。利用各种渠道借用工程项目的施工图纸,在教学的相应环节对图纸内容及表达方式加以介绍,逐步提高学生的读图能力,培养工程意识。
为满足形象化教学的需要,学校应配置一定量的教学模型。如制作各种结构体系的教学模型,以及配筋构件模型,结合模型讲解结构知识,通过这种直观的教学方式既可以增加学生的学习兴趣,又可以加深学生对知识的掌握程度。全国大学生结构设计竞赛是全国九大大学生学科竞赛之一,教师在条件许可的情况下,可鼓励学生积极参与这种结构设计竞赛,或者搜集历届获奖作品将其制作成教学模型,通过对这类模型的讲解,激发学生的创造力和想象力。
3.重视现代教学手段的运用
教师通过CAI课件将枯燥的知识活化,形象地呈现给学生。课件内容要符合专业特点,尽量多用图片、动画等影音形式,加大Photoshop、Flash等软件在课件制作中的使用频率。运用多媒体技术展示大量的工程实例及各结构形式在实际工程中的应用,通过表情、手势和语调引导学生思路,同时利用黑板讲解调整讲课节奏,避免单一教学手段给学生带来的视觉和心理疲劳。根据近几年的教学经验,完全采用多媒体课件教学,效果并不十分理想,可以采取传统教学与多媒体教学相结合的方式。
对于某些构件的受力破坏过程及破坏形态,如在课堂上通过视频把构件的受力全过程播放出来,可避免语言的枯燥,学生将会有一个动态的全过程认识。比如,讲解钢筋混凝土梁发生剪切破坏的三种破坏形态,即斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏,可用视频把梁发生每种剪切破坏的全过程展现给学生,学生的学习效果会明显好于用语言枯燥的讲解。
4.进行考试方法的改革
考试是教学过程中的一个重要环节,考试方法的得当与否直接影响学生的学习效果及教师的教学效果。考试应以准确评价学生对知识的掌握程度,培养学生独立的设计能力、创新精神及自学意识为目的。建筑结构考试应由平时考核与传统的闭卷考试相结合,这两项各占50分,对研究性学习和实践性学习考虑一定的附加成绩。以求创新、重能力为导向确定考核内容,主要考察以下几方面的内容:建筑结构概念和体系;结构基本构件设计(包括计算和构造);结构施工图的绘制及识读;对建筑结构相关规范及资料的文献检索能力。
四、结语
“建筑结构”课程涉及学科较广,是理论性与实践性均很强的综合性技术学科。对非土木类专业人才的需求正从具有单一专业能力向综合素质能力转变,而“建筑结构”课程对综合素质的培养有着重要影响,因此该课程将更具重要性。教学改革实践表明,立足于专业需求,进行教学内容和教学方法改革,可增强学生的学习效果和教师的教学效果、拓展学生的专业能力。经过不断地改革与实践,一定能培养出兼具基础理论知识和全面实践能力的专业人才。
参考文献:
[1]胡兴福.建筑结构课程教学内容改革的探索与实践[J].中国职业技术教育,2006,(22):30-32.
[2]刘雁.建筑学专业建筑结构课程教学思考[J].高等建筑教育,
2011,20(4):89-91.
[3]刘戈,李佳.技术类课程对工程管理专业应用型人才培养的重要性[J].高等建筑教育,2010,19(3):43-46.
1.1对自然环境的引用与间接模仿
在木质建筑地域性表达中对于自然环境的直接引用,类似于中国传统园林中的“借景”的手法,通过对某些界面材质、色彩的处理,以及建筑形体组合和洞口设计的处理,直接地将自然环境元素引入建筑之中,成为建筑的一部分,同时也以这种方式使得自然环境在建筑中得以延续。另外对于自然环境的模仿不仅仅停留于形式上具象的模仿,更重要的是对环境做出一种逻辑上的深层表达,一种超越地域文化、民族文化的抽象化的表达。
1.1.1对社会生活发展和城市肌理的顺应
城市的发展使得人们的社会生活方式也发生了极大的变化,对于城市中的建筑以及公共空间的功能的需求也在不断地更新。,正是现代木质新建筑针对这些更新所做出的一种回应,这种回应在整体上顺应整体城市的肌理与韵律,同时为城市生活的发展提供新的功能空间,并且利用现代的材料技术和建筑语汇对传统的形式进行简化与抽象,从城市意象的整体性和功能的适应性上为城市的有机更新提供可能性。
1.2对形式的借鉴
1.2.1传统形式逻辑的保留
当然考虑到社会文化的发展,人们对于建筑功能和空间的需求也在不断进步,单纯的形式上的复古已经行不通了。但是传统木质建筑形式的深层逻辑确是可以移植到现代建筑中来的,在现代木质建筑创作中起到导向作用。同时以表现传统空间精神实质为终极目标的建筑设计,使得所创造出的空间以现代建筑的语汇表达着传统木质建筑的神韵,通过这种感情移植使新建筑同样扎根地域性文化之中,为人们提供一种新且“传统”的归属感。
1.2.2传统形式的提取与简化
在保留木质建筑结构和空间形式的深层逻辑的同时要对传统形式进行适宜性的抽象与简化,既要保证文化和精神层面新形式与传统形式的关联性,又要适应全球化和当代文化下的超越民族的可读性。在对于东方木建筑结构的现代抽象与表达的探索方面,日本建筑师们做了一些尝试。如安藤忠雄在其仅有的三栋以木材为建筑材料的建筑对于对梁柱结构以及斗拱这一传统东方木建筑结构形式简化,抽象与提炼。
1.3对技术的运用
1.3.1“高技”———木质建筑现代化预制方式的探索
随着木材加工技术的进步,木结构是预制程度最高的结构形式之一,这使得木结构建筑得以能够快速地就地装配。并通过规格化的结构部件达到最佳的经济效益。中国正处在城镇化迅速发展的阶段,在历史文化城镇新的发展中不可避免地要用到传统的建筑材料,利用地域性的建筑表达手法对其进行改造与创新。因此,对于地域性表达的讨论在当今的国情下也具有积极的意义。
1.3.2“低技”———木质建筑传统建构方式的回归
木质建筑在地式的传统建造方式是对其所在地区的自然环境、地方材料的回应,同时也是文化传承和技术积累的产物。通过对一个地区特有的木质建筑建造方式的借鉴和应用,能够使建筑更好地融入当地的城市环境,同时在形式和细节上展现地域文化,得到使用者更多精神上的共鸣和认同。“高技”与“低技”并非格格不入的,在设计中应根据木质建筑的具体情况,在“低技”与“高技”中努力找到一个平衡点,一种“适宜技术”(AppropriateTech-nology),这并不是一种折中的态度,而是辩证的选择。选择适宜建筑所在地以及建造客观条件的结构形式和建构方式,是建筑对其所处环境做出的回应,并且一建筑本身的建造限定了一种特殊的场所以及其背后的文化价值取向。
2地域性的木质建筑在中国的发展前景
2.1建筑量的刚性需求
随着中国城市化进程每年以2%的速度在不断向前推进,未来一段时期内中国还将持续面临着数量巨大的对于建筑的需求。今年两会期间就提出,要通过推动新型城镇化解决“三个1亿人”:促进约1亿农业转移人口落户城镇,改造约1亿人居住的城镇棚户区,引导约1亿人在中西部地区就近城镇化。在这一推动新型城镇化的过程中,对于大量的城镇住房的改建工程,工厂大批量预制加上快速的现场安装这一现代木质建筑的加工建造模式不失为一种快速而经济的选择,还可以调动农民参与建设,创造就业机会,真正能够促改革与惠民生并举,实现真正意义上的具有中国特色的新型城镇化转型。
2.2节约能源的必然趋势
总理曾提到过“中国政府从国家战略高度重视生态文明建设,促进经济社会的可持续发展。在应对国际金融危机中,我们没有放松对节能减排和环境保护的要求,并努力把环境保护和生态建设培育成新的经济增长点”。如果能够更多地使用木质建筑这一绿色环保的建筑形式进行住宅的建造,势必能够以一种更加经济和可持续的方式提供更多低耗能的住宅建筑。
2.3国家政策的支持
另外近年来中国政府也针对木质建筑和木材产品制定了一系列的规范和标准,并已渐成相对完整的体系。这些都体现出政府在政策和规范上对于木质建筑整体的关注与支持。
2.4对于传统文化的回溯
随着我国全民生活水平和教育水平的不断提高,人们越来越意识到自身文化传承和认同感的重要性。因此在建筑领域,人们也希望得到具有地域性文化特征的建筑空间。木结构这一中国的传统建筑结构形式也适时地重新被关注,当中国现代木结构技术达到一定的水平后,能够为木质建筑的本土化的表达提供更多的空间的时候,中国的木质建筑将真正地重获新生。
3结束语
关键词:高层建筑造型结构概念设计 造型美学
在进行高层建筑的设计过程中,建筑师对高层的结构概念设计要素的理解与掌握,是进行高层建筑造型创意的前提条件之一。
1、高层建筑结构概念设计中的型体美学
1.1“结构合理”与高层建筑形象的美
结构的合理性与高层建筑的形体美之间有着一定的内在联系,但二者之间毕竟还不是必然的因果关系。高层建筑的结构运用和表现,应该从技术的原则与艺术的法则进行考虑。合理结构的形式美与由结构构成的建筑形体的艺术美,是高层建筑创作中技术原则与艺术法则的统一。也正因为如此,结构技术的发展必然会引起建筑艺术的表现技巧和表现手法的创新与演变。结构的合理性不仅是推动结构技术不断创新的源泉,而且,也是促进描绘建筑空间形体的建筑语言不断推陈出新的一个重要因素。
1.2“表现结构”与高层建筑的艺术表现
对那些需要“表现结构”的现代高层建筑有必要从结构理性的角度认识,一是用理性的方法分析建筑结构,进而清晰明确的表达建筑结构逻辑;二是从美学的高度理解建筑结构,即要从美学上对结构形式的选择,建筑形式能够满足结构中力流的流畅传递。孤立地去强调“表现结构”,就势必把表现结构当成建筑创作中必不可少的重要目的和内容,这不仅仅在建筑艺术上是一种形式主义的表现,而且,也往往不能满足声学、热工、防火等各种使用功能要求。
1.3“虚假结构”与高层建筑的艺术处理
对高层建筑中存在的“虚假结构”的判定,与人们的审美心理感受有相当的关联。譬如被视为法兰西的象征的巴黎埃菲尔铁塔,以其合理的结构形式表现出建筑的美感,然而在它四座倾斜支撑之间的圆弧拱券,却是仅仅作为装饰之用的构件,并非用来承重,是地地道道的“虚假结构”。我们不能因此而否定埃菲尔铁塔的整体艺术形象的美好的以及建筑中的秩序和逻辑。但是倘若“虚假结构”可以不受制约而大行其道的话,那么,现代建筑创作就真的会成为无规则的拼图。
2、高层建筑结构构思关联形体造型创意手法
2.1形体的积聚需要结构骨骼的支撑
常用的手法:①分离组合,在将高层建筑分割成不同的体块的时候,运用分离组合可以形成相互的呼应与补充,使高层建筑造型不再是单独的一个体块;②拼联积聚;③穿插交错,应该注意细部的处理和整体造型风格的统一,不当的手法会导致建筑整体破碎没有重心。
2.2立面的剥离变化
作为一种高层建筑中常用的造型手法,剥离可以增加形态组合的层次,使完整单一的形态成为变化的、有特点的整体,有一种退台变薄的感觉,使建筑更加显露力度。
2.3形体的加与减
高层建筑形体对形体进行悬挑、粘贴或切割、凹入处理,在光与影、明与暗、虚与实的作用下呈现出绚丽的、富有抽象雕塑美感的形体。
2.4形态变异
运用变形手法的建筑能表现出一种生长感、量感、空间感、生命力感。上窄下宽的建筑形体在水平力作用下,其弯矩图与悬臂梁的弯矩图较接近,能充分发挥构件的受力性能和减少侧移,且重心低,地震力引起的侧移也相应减少。
3、高层建筑结构概念设计中的造型设计
3.1结构概念设计对高层平面形式的约束与自由度
因为高层建筑的受力性能的特殊性与重要性,建筑师对平面形式的结构控制要素的深入理解是非常有必要的。虽然结构因素在一定程度上制约建筑平面形式的任意创作,但是这些因素也同样可以成为建筑师创作即符合艺术审美原则又在结构上完全可行并安全、经济、新颖、别致的高层建筑造型的有利工具。
3.1.1严格控制建筑的高宽比
高宽比对高层建筑平面形式的制约是:平面宽度过滤器的高层建筑是不适宜的,而平面的形式在三度空间上的叠加直接影响到高层建筑的形体轮廊。
3.1.2高层建筑平面形状力求规则和简单
从高层建筑抗震设计的要求出发,塔式高层建筑宜采用方形、矩形、圆形、Y形、三角形等建筑平面,而从风力对建筑的影响来说,建筑平面宜采用风荷载形体系较小的形状,如圆形、椭圆形、正方形、修正三角形、正多边形等形式。在高层建筑抗震设计的要求下建筑能做到平、立面规则简单当然是较理想的,但实际创作过程中,建筑的平、立面出现凹凸是经常的,比较现实的做法是要求建筑体型规则一些,规则的意思有一定的对抗震有利的要求,也允许带有一定的对抗震有利的要求,也允许带有一定限度区的复杂性质。平面是构成形体轮廓的基础,因此平面形式的变化既要控制在一定的“度”内,也可以适当的利用结构的力学性能进行造型变异。
3.1.3高层建筑平面结构布置尽量对称
如果高层建筑的平、立面刚度和质量的分布不对称,地震时往往产生扭转破坏,为此在设计上做到对称是十分必要的,但实际工程中常常由于建筑的要求而做不到这一点。不对称的情况通常表现在以下几个方面:一是建筑周边构件的强度和刚度不对称;二是建筑外形对称而抗侧力系统不对称;三是具有细长伸出翼的平面;四是质量偏心。
3.2强调空间动势的结构概念头。
现代建筑的空间构图,常常可以借助于结构形体所形成的空间界面的变化,来造成和增强视觉空间向前、向上、旋转、起伏等动势感,这种动势感在空间序列中具有吸引与组织人流的功能作用。现代建筑中的所谓“空间的流动”,在某些情况下,正是由于按照建筑构图原理,去直接利用结构本身所具有的受力合理的曲线或曲面几何形体而形成的,直接利用结构的曲线或曲面形体来构成建筑物的空间界面,造成视觉空间“连续”与“浮动”艺术效果的一个重要原因。
建筑师与结构师通力合作,充分利用了混凝土的高强度与极高流动可塑性,在保证结构的安全性与稳定性的前提下,在建筑的内容与外部空间中,营造出一个个开放与半开放、暖昧朦胧的空间效果。
3.3高层建筑空间划分的结构概念
3.3.1不同核心筒的布置形成多样的空间形态。随着高层建筑结构设计思维的创新,出现了将核心筒分散化和分离化的结构布置。
3.3.2结构柱网以外延伸的空间。通过空中连廊将独立的两个或多个高层建筑单体在空中相连,也可以形成连廊空间是主体建筑向外延伸扩展的空间,并且这样的空间具有独特的视觉效果与空间感受。
3.3.3利用结构框架创造开放空间。利用结构技术与特有的结构体系,建筑师可以在高层建筑的不同部位创造出开放或者是半开放的空间。
关键词:建筑结构;概念设计;原则
中图分类号: TU319 文献标识码: A 文章编号:
随着社会经济的发展与人们的生活质量、欣赏水平的不断提高,建筑的结构设计被提出更高的要求。需要设计人员加强计算机技术的应用,发展更为先进的计算机理论,研发并应用新型、轻质、高强与环保的建筑材质,从而使建筑结构设计可以更加的安全实用。其中为了防止建筑结构设计人员陷入只注重使用精密计算机进行设计,忽略了实用性尝试的误区,提出了重视概念设计的观点。
一、概念设计的含义
在建筑结构设计中,概念设计与理论设计相对应,是指不通过精确的数值计算,在一些非常规的问题与难以作出理性精确分析的问题中,结构设计者依据建筑物的整体体系与分体体系之间的震害现象、试验现象、力学关系、结构破坏原理与相关工程经验获得的基本结构设计思想与设计原则。从宏观的角度确定建筑结构的整体布局。
概念设计往往利用估算近似值的方法,可以在方案设计阶段迅速有效的对整体结构进行构想、选择与比较。得出的设计方案往往具有定性准确,概念清晰的特点,避免了后期实施阶段一些不必要的运算麻烦。同时,概念设计也是判断理论设计是否有效可靠的重要依据。
例如,对于建筑的底层框架设计,设计人员往往只注重使用三维空间结构的分析程序进行计算,并人为刻意的进行抗震墙的布置。这种做法一方面无法满足楼层间存在合理的刚度比,又不能完整的反映出底层框架在遭受地震时的受力情况,其主要问题在于过度使用了理论设计方法。计算程序的使用与选择不当,往往会造成难以估量的损失。因此,想要避免这种情况,在建筑结构设计的过程中配合概念设计是一种不错的方法。
概念设计并不是一种非逻辑性的空想,而是当建筑结构设计遇到问题时,依靠常规的设计方法无法解决而不得不采取的思路与手段。因此,概念设计与理论设计应该是一种互补的关系,理应成为建筑结构设计过程中的重要组成部分。
二、概念设计的发展现状
概念设计的充分利用,可以拓宽结构设计的思路。传统的建筑结构设计与计算理论的研究往往只关注如何提高建筑的结构抗力,这种思维方式导致建筑配筋量逐步增高,混凝土的等级也越来越高,建造价格自然就水涨船高。由于设计人员过分注重配筋率的限定,从而导致出现大量的胖柱、肥梁与深基础的建筑。例如在建筑的抗震设计过程中,设计人员一般会根据混凝土的等级与初定的尺寸计算出结构的刚度,再由结构刚度对地震力进行计算,最后计算配筋的比率。但在实际生活中,配筋率越高,刚度增大,地震力会随之增前;而结构刚度越大,地震的作用效应也会越大。这种传统的结构设计反而产生相反效果。
如果利用概念设计的方法,转换设计思路,可以考虑降低地震的作用效应。在目前现有的抗震设计中,隔震效能的研究就是非常好的例子,通过隔震层的设计与效能装置的加设,可以有效的降低地震的作用效应。这种研究已经在国内外广泛的开展起来,其中在日本,研究成果已应用于实际建筑设计中,并取得理想的使用效果。而我国由于认识的限制与技术的不足,在建筑设计行业仍未得到广泛的应用。
三、概念设计的重要意义
1.带动建筑结构设计的发展
由于近几年经济发展迅速,科技水平不断提高,企业部门在工作中分工不断细化,越来越多的精确数据计算与整体系统运作被计算机操作所代替,随之而来的是设计人员逐步忽略非常规性的思维方式与操作方式。在机器化的生产时代,计算机的精密计算阻碍了人们通过工作经验来解决设计过程中的遇到难题。于是,概念设计引起行业学者越来越多的关注,并推动建筑设计结构行业的发展。
2.具有合理性与实际性
建筑物作为空间实物的存在,很多问题不能通过理论数据加以解决,应该做到具体问题具体分析。而计算机的数据运算,往往只能得出理论化、精确化的结果,在实际解决问题的过程中这些数据很难有较强的实用性与合理性。概念设计的出现可以很好的解决这些问题,设计人员通过对建筑结构的整体布局,呈现出较为真实、合理的建筑实体,从而使建筑结构设计得到优化。
3.概念设计可以排除隐患
计算机过度精密的运算结果并不是对建筑整体结构的正常反映,由于理论设计的机械化、程序化导致整个结构设计存在错误隐患的例子并不少见。而与之相反,概念设计通过人性化的思维方式可以对建筑实际进行全面的探讨,成为解决问题的有效途径,由这点可以看出,建筑结构设计必须重视概念设计的运用。
4.优化设计方案
结构设计的初始阶段即为建筑方案的选择,此阶段由于某些问题无法通过计算机加以解决,因此必须通过设计人员依靠自己的设计经验,对设计方案进行有效的分析,运用概念设计的方法对设计方案进行策划、整合,最终达到优化的效果。
四、概念设计的遵循原则
1.精确分析数据结果
建筑结构结算的目的在于获得精确的数据结果,因此,必须严格对待这一过程,不能盲目的进行。数据结果能否顺利实现,是保证建筑结构的安全性与决定结构设计能否顺利进行的重要条件与重要途径。设计人员必须从输入数据、计算数据与产生数据三个方面进行严格的审查。此外,由于受到外部因素的影响,同样会导致数据结果的不准确,例如,使用不同的计算工具与不同的计算数据软件,人为因素造成的过失等,都可能造成数据计算结果不精确。因此,对于数据结果的分析,设计人员应避免机械化的思维方式,给予足够的人性化关注。
2.选择适当的计算简图
在选择计算简图的过程中,设计人员应选择具有一定构造措施加以保证的结构简图。计算简图作为结构计算的重要组成部分,其选用是否准确在一定程度上可以决定能否产生准确的结构计算结果,是保证建筑结构安全的关键性前提。因此,在计算简图的选择方面,应给予足够的重视。
3.选择合理方案
结构方案是整个建筑结构设计的初始部分,也是建筑结构设计过程中的关键所在。因此,结构方案是否合理有效决定了后续工作能否顺利开展,并对最终的建筑质量产生重要影响,必须认真对待。
4.保持建筑结构体系
建筑结构的体系设计是概念设计的重要体现,设计人员应在结构体系中将整个建筑的完整构成呈现出来。在建筑结构体系中,我们应该意识到每个结构的组成部分都是不可分割、统一的整体,并不是具体部件的单一展现,所有部件只有组合在一起时才能够表现出建筑结构的价值,如果将其拆分开来,结构便不复存在,体系也无法发挥其应有的功用。因此,利用概念设计来规划建筑时,应从整体出发,不可将整个结构体系进行拆分,否则将失去原有的价值与内涵。
总结:
本文主要分析了概念设计的含义与目前概念设计的发展现状,提出概念设计具有带动建筑结构设计的发展、具有合理性与实际性、概念设计可以排除隐患与优化设计方案的意义。在具体实施的过程中,应遵循精确分析数据结果、选择适当的计算简图、选择合理方案与保持建筑结构体系的原则。
参考文献:
[1] 李小华. 浅谈提高建筑结构抗震能力的方法[J]. 科技创新导报. 2011(17)
[2] 周西明. 浅谈高层建筑结构设计应用[J]. 科技促进发展(应用版). 2010(10)
[3] 刘旺. 建筑结构中结构动力学的防震减震应用分析[J]. 现代商贸工业. 2011(22)