北京工业大学陆赐麟教授谈结构选型

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发布日期:2012-08-14

   “10多年前,要看最新的钢结构工程必须到国外;现在,最新、最大的钢结构工程就在中国。”这是广东坚朗五金制品股份有限公司总裁白宝鲲在第十二届全国现代结构工程学术研讨会暨第二届全国索结构技术交流会上的一席话。
 
    正如白宝鲲所言,随着我国经济的快速发展,钢结构行业也进入蓬勃发展的快速发展阶段,一些知名专家纷纷献计献策,目的是希望我国钢结构行业步入良性发展的轨道。
 
    结构选型最重要
  
    北京工业大学陆赐麟说,精心设计是促进钢结构行业发展的关键,而科学的结构选型则是催生精品设计的保证。众所周知,先进、合理、经济的结构方案必然保证精品建筑的问世,而精品建筑设计又必然是建筑与结构紧密配合、美学与科学相互融合、艺术与技术完美统一的产物。
 
    陆赐麟说,建筑与结构分属两个不同的学科,虽然目标一致,但是重点不同。建筑注重于构思、综合、规划和宏观等方面的问题,而结构注重于计算、分析、构造和微观上的保证。陆赐麟认为,应当重新认识现代新的建筑和结构的关系,重点关注三个方面。
 
    第一,关注建筑物本身。精品建筑物必然是艺术与技术的完美结合,但艺术是先导的,结构是派生的。建筑是实现建筑物的指导思想和灵魂,结构和施工是实现建筑物的物质基础和手段。意大利的P.L.Nervi也说过:“结构和施工是建筑物的语言和文法,只有掌握它,才能写出优美的诗篇和散文”。所以,结构体系是建筑艺术的重要载体,建筑师应该熟悉结构技术,用好、用对这个载体。陆赐麟认为,结构师应该积极参与建筑的构思,修正、选择优秀结构方案,只有这样,才能与建筑师共同创造出精品建筑物。
 
    第二,重视科学技术进步。表现建筑艺术的物质基础是当代的技术与条件。任何土建工程都离不开当代的建筑材料、制造工艺、施工技术和构造手段等。在以砖木为主要建材的时代,建筑物大多呈现出的是四平八稳、横平竖直的呆板造型。型钢、水泥出现后,高层、大跨度、悬挑、高耸及曲线流畅的建筑物比比皆是,有高科技的建材及相应的施工才能设计出五彩缤纷、动态多变的建筑造型。陆赐麟认为,建筑的物质基础和技术条件随着时代的发展和高新技术的引入而发生根本性的变化,建筑构思的超前与滞后都不可能产生时代精品。陆赐麟强调,只有建筑与结构紧密配合、优势互补,才能催生出精品设计。
 
    第三,应重视建筑美学。新材料、新结构、新技术、新工艺改变了建筑物的体系构成、构件特点和传力方式,也改变了传统的建筑形式、风格和美学特征。对称、平衡、连续、统一、和谐及稳重等传统审美观念已经不是完整的美学标准。现代建筑造型中已经加入了波动、跳跃、突兀、断裂、对抗、不对称、不均衡等挑战性的美学元素。新兴材料中的质感、色泽,新型结构中的图案美、韵律美、造型美等也应作为建筑美学中新的组成部分,融入建筑设计的构思之中。例如,罗马奥运会的大小体育宫就是利用了当时新兴的预应力混凝土预制构件具有的图案美和韵律美,创造出世界闻名的建筑杰作。
 
    结构选型的科学性
 
    陆赐麟认为,建筑艺术最大化、建筑功能完满化、资源消耗最小化是结构选型的科学内涵。
 
    陆赐麟说,结构体系是艺术构思的重要载体。通过合理的承重骨架及相应的结构形式,不仅将荷载短捷、顺畅地传递至基础,而且能够将建筑造型及风格体现出来。选用不当或不合理的结构体系,不仅弱化建筑风格,而且浪费社会资源。所以,选择合理、合情的先进结构体系是结构及建筑的共同责任。当然,在建筑造型与艺术构思上存在各种观点和流派上的不同,但是,在结构选型上,首先应当是符合科学规律和合情合理的,违反科学规律的结构,必然浪费自然资源。
    陆赐麟表示,建筑物的目的就是满足和改善人类生活及生产的各种需求。因此,全面实现建筑物的功能、满足建筑设计就是结构选型中必须考虑的问题。陆赐麟指出,梁柱结构不宜于大跨度、大空间的需求,拱形结构不利于工业生产的布局与工艺,吊挂体系等都不适于在居住建筑中采用。陆赐麟说,每种结构体系都有其合理适宜的应用范围,突破常规、超出界限不是不可以,而是造成不便与浪费而已。所以,选择最大化实现建筑功能的结构体系是结构师责无旁贷的本职工作。保证结构的强度、刚度、稳定性至关重要。
 
    陆赐麟说,适用、经济、美观是古今中外建筑工程中应用已久的三项基本原则。陆赐麟表示,在现代的结构选型中,必须贯彻“资源消耗最小化、资源效率最大化”原则,使自然资源得到充分、合理、高效的开发与利用,这是现代各国建筑工作者的历史责任。
 
    结构选型五要素
 
    陆赐麟说,结构选型首先应该满足建筑功能的需求,建筑功能则决定着建筑物的外观、体量、比例和平面布置。此外,结构体系应该是先进、合理及简约的,它既要符合科学标准,又要体现时代精神。
 
    陆赐麟认为,设计师在进行结构选型时主要应该考虑荷载及跨度的差异性、承载体系的合理性、建材利用的高效性、地理环境的特殊性、艺术构思的可行性5个方面。陆赐麟说,任何结构体系都可以完成承受和传递各种荷载的任务,关键在于是否科学、合理、经济。在工程结构学科中,要求力的传递路线必须是短捷、顺畅、合理的。违反这一原则的工程建设,必然要以巨大的财力和物力来补偿。陆赐麟认为,在低碳经济时代,应充分发挥材料强度的潜力,物尽其用是不容置疑的道理。
 
    陆赐麟表示,如果在钢结构设计中多采用预应力技术,材料的强度潜力可以得到进一步的释放,材料强度也将被进一步高效利用。
《中国建设报》

 

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