的話,我們的工作會更有樂趣,也會更有成效。那么什么叫做結構美,我是自己隨便想了一下,我覺得這個結構的美,我自己感覺應該有三方面的內容可以考慮的,第一個你首先是要符合一個力學的邏輯,力學的原則,剛才GMP他們講到要符合邏輯,邏輯是合理性,我們要符合力學的邏輯。力學對邏輯有很大的指導意義,比如有很多的規定我們要遵守的,比如我們有一個傳遞路線的明確性,我們剛度分布均勻啊等等都有力學上遵循的原則。它正確的體現也會造就一個美的結構。符合力學邏輯很大程度上,或是一定程度上會受到建筑方案的體型的制約,建筑就要這么一個東西,可能它并不是非常的符合力學上的合理性的,但是我們機構還要來實現它,我認為這個東西就是一個處理的技巧,怎么把受限制的東西把它處理好,這個更反應結構工程師的創造力和技能水平。
??? 一個就是構圖美,我講的構圖美,我覺得構圖美呢,這個應該說是建筑美學在結構上的體現,建筑美學有很多的要素,也是理論是很嚴密的,比如說統一、均衡、比例、尺度、韻律、序列等等,這些美學的要素是建筑美學的要素也同樣適合于結構,我們很多的結構做的非常的好。機構美學的要素對創造一個美的結構也是很重要的。
??? 第三個注重的就是一個細部的美,它的包括我們節點的形式、節點的做法等等,尤其是外露的結構,這些細部是絕對不能忽視的。那么結構是一個很大的產業,我們在座的有建筑師,其實結構工程師比建筑師多很多倍,結構工程師雖然創導了我們人類拿韉奈鎦試靨?,但是它的美有抵\硐殖隼從械拿揮斜硐殖隼礎5蔽頤強匆桓黿ㄖ锏氖焙蛞桓鑾諾氖焙蚰憧吹秸飧魴蝸竺啦幻讕褪撬鄧慕峁姑啦幻潰蛭帕河繞涫欽庋?,还訛a芏嗟墓怪際欽庋?。但是峨s訕筑就有不同的情況,比如蕩罌占淶慕峁?,很多情眶滉戓构蕽摡聝鲻来的,但是高层航y卟憬ㄖ蠖嗍榭魷攏峁故潛徊A磺膠屯獍グ摹H嗣瞧纜垡桓黿ㄖ拿烙氤蟮氖焙蛞膊換嵯氳秸飧黿峁?。茹暘这种情况是一个客观诞€鰨撬贍芑岫越峁姑賴暮鍪擁賈露越峁姑賴暮鍪櫻賈陸峁股杓頻囊恢執植諢?,所視炓觉抵i饈侵檔夢頤撬伎嫉囊桓鑫侍?BR>??? 當然也有很多建筑的外表就把結構表現出來了,這個大家知道是西班牙馬德里的一個歐洲之門,它的結構是一個著名的設計師做的,一個傾斜15度的建筑,這個就是結構美和建筑美很好結合在一起。這個新港的一個巨型結構,它是一個非常美的建筑,它的美不僅僅是建筑的本身,把結構美也暴露在外面,這位大師的作品不是很多,這是北京的香山飯店,這個不是很高的建筑,但是它中庭大堂的結構,還有它的立體垳架,這個垳架的做法,它屋面不是平的,而是跟著采光的結構走,把這個結構暴露的很好,這個做法在北京中國銀行北京大樓也采用的這個方法,就是結構和建筑的非常好的結合。這個芝加哥西爾斯大廈也是如此,它房子在往上的過程當中,在不同的位置切掉一個,然后變成有兩個九分格上升到上面,如果是做結構的你就知道哪里是9個筒體,哪個是7個筒體,這個就是結構和建筑的一個典范。這個漢考克大廈也是如此,結構有非常強的個性。這個911被炸毀的紐約貿易中心,它是典型的迷密柱橋梁的結構,它主要的柱子距離是一米,窗戶寬度和500,它是很挺拔的線條,梁沒有表現出來,它該是一個框筒,就是把它變成筒體的框架,這個非常的典型,尤其它的下面,一柱子分成三根柱子,一分三的組合讓人非常的叫絕,這個照片沒有表現出來,我覺得這個結構的美表現在它的外面?,F在剛才有人給我提到了意大利的一些作品,這些對我們說都是印象非常深刻的。
??? 然后講到我想講的兩個內容當中的第一個,就是結構美的建筑表達,中央電視臺的新臺址大樓已經在5月20號落成了。你看這個大樓是一個不規則的,其實它是有它的結構的基礎的。大家看它單線圖,這個底部是160×160米的正方向,然后再750的時候找到一個點,形成一個四棱錐,就是中央電視臺形象的主題,所有的面都是在這上面切割出來的。我們主要的面就是四棱錐的表面,屋頂斜切一刀,給人印象深刻的就是巨大的現在懸挑75米。它的結構就是一個支撐框筒,因為它內部沒有通體,所有的絕大部分的重力荷載都是靠外面的筒體承受的。利用很多的斜桿承受壓力,這可能是世界之最吧,應該是最大的。
??? 下面我講到,這個建筑方案是荷蘭建筑師雷姆·庫哈斯設計的,它是用的打滿格子的斜網格,對斜網格進行分析以后得到一個結果,就是大家看到的中間這個圖,中間圖的顏色表示力的大小,可以看到力是不均勻的,顏色越紅的地方就是受力越大的地方,所有的感件都布滿的話,一個地方的感件不能發生作用,第二就是結構鋼度過大,結果就是地震力過大,因此是不合適的,因此需要把結構進行優化,優化的結果就形成了根據利的大小布置感件,這是一個力度的邏輯。建筑師會接受這個邏輯,但是建筑師會不會表現個邏輯呢,如果我玻璃幕墻還是按照這個做也是可以的,但是我們現在覺得,在立面上把這個力學邏輯表達出來可能歸創造一個更新的形象,而且更有意思,所以最后決定立面的效果也按照這個來做,玻璃幕墻的風格也根據這個來做。
??? 這是玻璃幕墻的展開圖,它是平面組成的,可以展開的,大家可以看到,這個四條圍合成一個塔樓,這個四條圍合成另外一個塔樓,這就是懸挑的包括。這些網格的布置是不均勻的,同時還注意到,這個網格跨出這個線的時候就是兩個面的交線,幾乎沒有任何一個感件。同時人們看它外觀的時候同時看到兩個面的時候,人看一個建筑總是看到兩個面,當桿件在轉角處不連接的話也是不好看的,大家可以看到,所有的轉角處都是連接過去的。我們這個幕墻反立面的表現跟內部結構的支撐系統要相一致。現在幕墻的設計,這是我們的柱、梁,紅的都是鋼結構,灰色的就是幕墻結構,幕墻結構跟鋼結構的聯系都是靠這些連接件,這些連接件是幕墻提出來我們結構把它畫上去,然后來實現的。這就是幕墻的一些細部,里面紅色的就是我們結構的斜撐和柱子,斜撐是做的防火涂料的,這個是跟幕墻的關系。這樣就形成了這樣一個從外表反應結構的一個建筑,所以我的題目就叫做結構美的建筑表達,這是最后的效果圖。
??? 建筑美的結構實現,我們是以世博軸,世博會結束了,世博軸在世博期間發揮了重大的作用,它是人流集散、安檢和服務的中心,這個方案也是由一家德國公司做的。它是由陽光谷,6個陽光谷和相互之間的膜組成的,體量非常大,陽光谷是這里面重要的部分,膜也很難。在陽光谷的設計過程當中我們三個問題需要很好的解決它,第一個陽光谷的形狀,它到底是什么形狀,我們每個陽光谷的上口下口基本是是橢圓形的,所以它并不是一個旋轉體,因為這個橢圓不是圍繞一個軸轉的,不是一個等半徑的旋轉體。第二這些網格的布置如何形成這也是很難的,第三個就是由于我們的桿件是用巨型桿,它的方向和布置也是很難處理的,所以我們主要是做這方面的工作,關于自由曲面,建筑師所給定的上口和下低的情況下我們要找出一個邏輯來,這個邏輯就是我們在建筑師規定的條件下,我們得到一個彎曲應力最小的一個曲面,這個曲面求這個機構體系的應變能的方法來得到,它是逐步逼近的。找到的這個曲面就是所有的坐標都是可以確定的,而且形體上也是合理的。然后就是網格劃分,這也非常的難,建筑師提出一個基本的要求,比如我網格的邊長希望是在什么樣的范圍內,因為這個邊長和玻璃塊的長度有關系,我們通過結構的辦法來確定它。我們在找到的一個面上把這個點先把它投影到一個矩形上去,再根據這個點數,根據這個矩形的周長,和建筑師所需要的網格的大小把點數確定了,然后把這個點數確定以后就可以落在一個矩形上面進行調整。然后把這個網格影射到這個曲面上,它基本上符合建筑師的最初的要求。這個網格肯定不是最佳的,也不是最好看的,然后要在這個基礎上進行網格的調整,調整的方法,是對所有的桿件增加運營率,這樣一來,所有的節點力度都是不平衡的,讓后讓它自己平衡,最后會出來一個比較反應力的規律的這么一個桿件,通過人工的干預形成我們現在的這種網格的系統。
??? 第三個問題就是關于巨型管的節點處理問題。這幾年以來暴露的結構建筑師都不喜歡用圓管,都喜歡用方管,可能圓管的不確定性沒有力量,而方管和矩形管比較的有力量。大家可以看到,這是一個三維的局部,這個點上有6根桿交匯,但是它又不在一個點上,它有一個主軸的方向,這個主軸方向跟桿件的是什么關系呢,如果主軸方向不同的話兩個桿的方向是不一樣的,如果你照顧了這頭照顧不了那頭,這個桿件又不能像麻花一樣擰一下。這個問題我們如何解決呢,我們就分析,所有的桿件我們都是三角形的邊,而且是相鄰來個三角形的公共邊,相鄰的兩個三角形不在一個面上,就形成一個夾角,這個夾角有一個平分線,這個平分線就做這個主軸的交匯線,所以它是兼顧兩端的,時候我們就要把,因為它已經確定了,面確定了,就可以把它合力用質量和的方法找到一個節點的法相,這個不同于曲面的法相,這個法相跟所有的桿件都是有聯系的,而且這個確定是兼顧兩端的,所以你進來的整個的桿件從里到頂的走向都非常的自然。但是你要確定它的關系就非常的困難,就是你圖也畫不出來,圖標也列不出來,但是計算機是可以解決問題的。所以我們就用了機器人加工的技術,大家看到的就是,這個紅的是積極人的一根手臂,在切割一個塑料模塊,它這個模塊非常的精準,是通過我們的分析得出來的一個模具。大家可以看到,每個桿件有一個編號,這些節點在世博軸的位置是不能變動的,位置不能變動,不可互換,每個都有嚴格的定位,有了這個以后,我們就可以進行翻沙。你看它每個都有不一樣,三個節點沒有一個相同的。這個節點通過檢驗以后拿到工地上跟桿件焊接,最后形成竣工的節點,這個節點我們跟國外的相比,這是米蘭國際波蘭為的節點,這是上海世博軸的節點,看下來我們做的還是不錯的。
??? 現在整個世博軸,網格的劃分,還有每根桿件走向,上面是以環為主,下面就變直了,這不是人為的,這里力決定的,這是很自然的,因為力的規定它必須是這樣的,而且每個桿件從上到下扭的角度都不一樣,所以我們覺得建筑師的意圖通過我們結構工程師比較細致的努力,還是得到了比較好的實現,這就是我的第二個要講的。
??? 我的時間到了,謝謝大家。
???
【崔愷】:雖然時間可能會超,但是我覺得還是看看大家有沒有問題可以讓汪總回答一到兩個問題,機會難得。
【提問】:第一個就是做網格的時候用的什么軟件?
【汪大綏】:犀牛軟件。
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同濟大學建筑設計研究院院長丁潔民在演講
丁潔民:同濟大學校長助理,同濟大學建筑設計研究院院長、總工程師