结构成就建筑之美学术会议文字实录（上）

的话，我们的工作会更有乐趣，也会更有成效。那么什么叫做结构美，我是自己随便想了一下，我觉得这个结构的美，我自己感觉应该有三方面的内容可以考虑的，第一个你首先是要符合一个力学的逻辑，力学的原则，刚才GMP他们讲到要符合逻辑，逻辑是合理性，我们要符合力学的逻辑。力学对逻辑有很大的指导意义，比如有很多的规定我们要遵守的，比如我们有一个传递路线的明确性，我们刚度分布均匀啊等等都有力学上遵循的原则。它正确的体现也会造就一个美的结构。符合力学逻辑很大程度上，或是一定程度上会受到建筑方案的体型的制约，建筑就要这么一个东西，可能它并不是非常的符合力学上的合理性的，但是我们机构还要来实现它，我认为这个东西就是一个处理的技巧，怎么把受限制的东西把它处理好，这个更反应结构工程师的创造力和技能水平。
    一个就是构图美，我讲的构图美，我觉得构图美呢，这个应该说是建筑美学在结构上的体现，建筑美学有很多的要素，也是理论是很严密的，比如说统一、均衡、比例、尺度、韵律、序列等等，这些美学的要素是建筑美学的要素也同样适合于结构，我们很多的结构做的非常的好。机构美学的要素对创造一个美的结构也是很重要的。
    第三个注重的就是一个细部的美，它的包括我们节点的形式、节点的做法等等，尤其是外露的结构，这些细部是绝对不能忽视的。那么结构是一个很大的产业，我们在座的有建筑师，其实结构工程师比建筑师多很多倍，结构工程师虽然创导了我们人类拿鞯奈镏试靥澹撬拿烙械谋硐殖隼从械拿挥斜硐殖隼础５蔽颐强匆桓鼋ㄖ锏氖焙蛞桓銮诺氖焙蚰憧吹秸飧鲂蜗竺啦幻谰褪撬邓慕峁姑啦幻溃蛭帕河绕涫钦庋褂泻芏嗟墓怪际钦庋５嵌杂讪筑就有不同的情况，比如荡罂占涞慕峁梗芏嗲榭鱿陆峁故潜┞冻隼吹模歉卟愫统卟憬ㄖ蠖嗍榭鱿拢峁故潜徊Ａ磺胶屯獍グ摹Ｈ嗣瞧缆垡桓鼋ㄖ拿烙氤蟮氖焙蛞膊换嵯氲秸飧鼋峁埂Ｈ衔庵智榭鍪且桓隹凸鄣亩鳎撬赡芑岫越峁姑赖暮鍪拥贾露越峁姑赖暮鍪樱贾陆峁股杓频囊恢执植诨晕揖醯谜馐侵档梦颐撬伎嫉囊桓鑫侍?BR>    当然也有很多建筑的外表就把结构表现出来了，这个大家知道是西班牙马德里的一个欧洲之门，它的结构是一个著名的设计师做的，一个倾斜15度的建筑，这个就是结构美和建筑美很好结合在一起。这个新港的一个巨型结构，它是一个非常美的建筑，它的美不仅仅是建筑的本身，把结构美也暴露在外面，这位大师的作品不是很多，这是北京的香山饭店，这个不是很高的建筑，但是它中庭大堂的结构，还有它的立体垳架，这个垳架的做法，它屋面不是平的，而是跟着采光的结构走，把这个结构暴露的很好，这个做法在北京中国银行北京大楼也采用的这个方法，就是结构和建筑的非常好的结合。这个芝加哥西尔斯大厦也是如此，它房子在往上的过程当中，在不同的位置切掉一个，然后变成有两个九分格上升到上面，如果是做结构的你就知道哪里是9个筒体，哪个是7个筒体，这个就是结构和建筑的一个典范。这个汉考克大厦也是如此，结构有非常强的个性。这个911被炸毁的纽约贸易中心，它是典型的迷密柱桥梁的结构，它主要的柱子距离是一米，窗户宽度和500，它是很挺拔的线条，梁没有表现出来，它该是一个框筒，就是把它变成筒体的框架，这个非常的典型，尤其它的下面，一柱子分成三根柱子，一分三的组合让人非常的叫绝，这个照片没有表现出来，我觉得这个结构的美表现在它的外面。现在刚才有人给我提到了意大利的一些作品，这些对我们说都是印象非常深刻的。
    然后讲到我想讲的两个内容当中的第一个，就是结构美的建筑表达，中央电视台的新台址大楼已经在5月20号落成了。你看这个大楼是一个不规则的，其实它是有它的结构的基础的。大家看它单线图，这个底部是160×160米的正方向，然后再750的时候找到一个点，形成一个四棱锥，就是中央电视台形象的主题，所有的面都是在这上面切割出来的。我们主要的面就是四棱锥的表面，屋顶斜切一刀，给人印象深刻的就是巨大的现在悬挑75米。它的结构就是一个支撑框筒，因为它内部没有通体，所有的绝大部分的重力荷载都是靠外面的筒体承受的。利用很多的斜杆承受压力，这可能是世界之最吧，应该是最大的。
    下面我讲到，这个建筑方案是荷兰建筑师雷姆·库哈斯设计的，它是用的打满格子的斜网格，对斜网格进行分析以后得到一个结果，就是大家看到的中间这个图，中间图的颜色表示力的大小，可以看到力是不均匀的，颜色越红的地方就是受力越大的地方，所有的感件都布满的话，一个地方的感件不能发生作用，第二就是结构钢度过大，结果就是地震力过大，因此是不合适的，因此需要把结构进行优化，优化的结果就形成了根据利的大小布置感件，这是一个力度的逻辑。建筑师会接受这个逻辑，但是建筑师会不会表现个逻辑呢，如果我玻璃幕墙还是按照这个做也是可以的，但是我们现在觉得，在立面上把这个力学逻辑表达出来可能归创造一个更新的形象，而且更有意思，所以最后决定立面的效果也按照这个来做，玻璃幕墙的风格也根据这个来做。
    这是玻璃幕墙的展开图，它是平面组成的，可以展开的，大家可以看到，这个四条围合成一个塔楼，这个四条围合成另外一个塔楼，这就是悬挑的包括。这些网格的布置是不均匀的，同时还注意到，这个网格跨出这个线的时候就是两个面的交线，几乎没有任何一个感件。同时人们看它外观的时候同时看到两个面的时候，人看一个建筑总是看到两个面，当杆件在转角处不连接的话也是不好看的，大家可以看到，所有的转角处都是连接过去的。我们这个幕墙反立面的表现跟内部结构的支撑系统要相一致。现在幕墙的设计，这是我们的柱、梁，红的都是钢结构，灰色的就是幕墙结构，幕墙结构跟钢结构的联系都是靠这些连接件，这些连接件是幕墙提出来我们结构把它画上去，然后来实现的。这就是幕墙的一些细部，里面红色的就是我们结构的斜撑和柱子，斜撑是做的防火涂料的，这个是跟幕墙的关系。这样就形成了这样一个从外表反应结构的一个建筑，所以我的题目就叫做结构美的建筑表达，这是最后的效果图。
    建筑美的结构实现，我们是以世博轴，世博会结束了，世博轴在世博期间发挥了重大的作用，它是人流集散、安检和服务的中心，这个方案也是由一家德国公司做的。它是由阳光谷，6个阳光谷和相互之间的膜组成的，体量非常大，阳光谷是这里面重要的部分，膜也很难。在阳光谷的设计过程当中我们三个问题需要很好的解决它，第一个阳光谷的形状，它到底是什么形状，我们每个阳光谷的上口下口基本是是椭圆形的，所以它并不是一个旋转体，因为这个椭圆不是围绕一个轴转的，不是一个等半径的旋转体。第二这些网格的布置如何形成这也是很难的，第三个就是由于我们的杆件是用巨型杆，它的方向和布置也是很难处理的，所以我们主要是做这方面的工作，关于自由曲面，建筑师所给定的上口和下低的情况下我们要找出一个逻辑来，这个逻辑就是我们在建筑师规定的条件下，我们得到一个弯曲应力最小的一个曲面，这个曲面求这个机构体系的应变能的方法来得到，它是逐步逼近的。找到的这个曲面就是所有的坐标都是可以确定的，而且形体上也是合理的。然后就是网格划分，这也非常的难，建筑师提出一个基本的要求，比如我网格的边长希望是在什么样的范围内，因为这个边长和玻璃块的长度有关系，我们通过结构的办法来确定它。我们在找到的一个面上把这个点先把它投影到一个矩形上去，再根据这个点数，根据这个矩形的周长，和建筑师所需要的网格的大小把点数确定了，然后把这个点数确定以后就可以落在一个矩形上面进行调整。然后把这个网格影射到这个曲面上，它基本上符合建筑师的最初的要求。这个网格肯定不是最佳的，也不是最好看的，然后要在这个基础上进行网格的调整，调整的方法，是对所有的杆件增加运营率，这样一来，所有的节点力度都是不平衡的，让后让它自己平衡，最后会出来一个比较反应力的规律的这么一个杆件，通过人工的干预形成我们现在的这种网格的系统。
    第三个问题就是关于巨型管的节点处理问题。这几年以来暴露的结构建筑师都不喜欢用圆管，都喜欢用方管，可能圆管的不确定性没有力量，而方管和矩形管比较的有力量。大家可以看到，这是一个三维的局部，这个点上有6根杆交汇，但是它又不在一个点上，它有一个主轴的方向，这个主轴方向跟杆件的是什么关系呢，如果主轴方向不同的话两个杆的方向是不一样的，如果你照顾了这头照顾不了那头，这个杆件又不能像麻花一样拧一下。这个问题我们如何解决呢，我们就分析，所有的杆件我们都是三角形的边，而且是相邻来个三角形的公共边，相邻的两个三角形不在一个面上，就形成一个夹角，这个夹角有一个平分线，这个平分线就做这个主轴的交汇线，所以它是兼顾两端的，时候我们就要把，因为它已经确定了，面确定了，就可以把它合力用质量和的方法找到一个节点的法相，这个不同于曲面的法相，这个法相跟所有的杆件都是有联系的，而且这个确定是兼顾两端的，所以你进来的整个的杆件从里到顶的走向都非常的自然。但是你要确定它的关系就非常的困难，就是你图也画不出来，图标也列不出来，但是计算机是可以解决问题的。所以我们就用了机器人加工的技术，大家看到的就是，这个红的是积极人的一根手臂，在切割一个塑料模块，它这个模块非常的精准，是通过我们的分析得出来的一个模具。大家可以看到，每个杆件有一个编号，这些节点在世博轴的位置是不能变动的，位置不能变动，不可互换，每个都有严格的定位，有了这个以后，我们就可以进行翻沙。你看它每个都有不一样，三个节点没有一个相同的。这个节点通过检验以后拿到工地上跟杆件焊接，最后形成竣工的节点，这个节点我们跟国外的相比，这是米兰国际波兰为的节点，这是上海世博轴的节点，看下来我们做的还是不错的。
    现在整个世博轴，网格的划分，还有每根杆件走向，上面是以环为主，下面就变直了，这不是人为的，这里力决定的，这是很自然的，因为力的规定它必须是这样的，而且每个杆件从上到下扭的角度都不一样，所以我们觉得建筑师的意图通过我们结构工程师比较细致的努力，还是得到了比较好的实现，这就是我的第二个要讲的。
    我的时间到了，谢谢大家。
   
【崔愷】：虽然时间可能会超，但是我觉得还是看看大家有没有问题可以让汪总回答一到两个问题，机会难得。

【提问】：第一个就是做网格的时候用的什么软件？

【汪大绥】：犀牛软件。