当代建筑创作的结构技术语言_刘鹏跃

低温建筑技术2016年第8期（总第218期）

DOI：10．13905/j．cnki．dwjz．2016．08．010当代建筑创作的结构技术语言

刘鹏跃，文丽丽

（哈尔滨工业大学建筑设计研究院，哈尔滨150090）

【摘要】文章提炼了当代建筑创作的结构技术语言，揭示了其在建筑创作中的作用，并举例进行了分析。

【关键词】当代；建筑创作；结构技术语言

【中图分类号】TU201.1【文献标识码】B【文章编号】1001－6864（2016）08－0024－03

建筑结构是建筑中用以承受荷载作用的空间受力体系，其首要功能是维护建筑稳定，同时也是参与建筑创作的重要元素。近年来，随着全球科技的迅猛发展，建筑创作结构技术语言呈现出不懈创新的趋势。1建筑功能的结构延伸

1．1物理功能的巧思

物理功能，指建筑在通风、光照等方面的要求。建筑采用何种结构形式，会先决定对上述功能的实现施加重要的影响，而真正合理的结构形式，必然是既能满足结构体系的力学性能要求，又能对建筑的空间与物理功能实现优化。

上海浦东机场二号航站楼（图1）在结构形式的选用上颇具匠心，设计者将刚性与柔性结合，采用138品连续张弦梁，巧妙地创造了波浪形的大空间屋架结构，并在此基础上很好地解决了建筑通风、光照的物理要求。首先，张弦梁的上弦突破传统，呈从单根到双根的曲线过度形状，138个巨型“龙眼天窗”镶嵌其间，夏季隔离日照、冬季引入天光的节能设想得以实现；第二，波浪形的张弦梁高低起伏，设计者在两端低处设置了进风口，并在山墙高处设置了排风口，自然通风成为了可能，此举节省出的空调费用也十分可观。1．2机械功能的妙解

机械功能，指建筑像机械设备一样，其整体或局部可以产生形变，并且通过形变实现某些特定要求。近年来，可变形结构成为建筑结构领域比较热门的课题，一些具有示范价值的建筑创作作品陆续面世。

南通市体育会展中心体育场见图2将屋盖拆分为固定屋盖（金属屋面与阳光板）与活动屋盖（PTFE膜）两部分，该系统在我国为首次使用。固定屋盖由主、副拱桁架和斜拱组成，活动屋盖由两个半球面组成，活动屋盖灵活滑动在主拱轨道上，开合一次移动距离120m，耗时25min，动力由主拱轨道上的每侧22部台车提供，台车由地下室的8部卷扬机牵引。得益于屋

42

刘鹏跃等：当代建筑创作的结构技术语言

盖的巧妙设计，体育场实现了在不同空间效果间的灵活切换：开启时，旭日、蓝天、和风洒满全场；闭合时，狂风、暴雨、阴云挥之即去。

2建筑形态的结构丰化

2．1外部形态的刻画

外部形态，指建筑外部形式、体量及材质特征，其优劣主导着建筑与城市的形象，因此已成为当代建筑创作核心内容之一。建筑外部形态的塑造，与所采用的技术手段息息相关，其中结构的主导作用不言而喻。

深圳市大运中心体育场见图3的设计理念来源于“水晶石”，其马鞍形的屋面结构是整个设计的亮点，屋面长310m，宽290m，最高点与最低点高差11m，20个折面体单元在共用杆件的作用下相互连接覆盖于马鞍面上，折面体单元为单层折面空间钢网格系统，基本单元由三角形网格构成。包裹结构体系的为两层覆面，内层是遮阳、透光与隔声性能良好的PTFE 膜，外层是实心聚碳酸酯板材镶嵌半透明复合安全玻璃，中部空腔则被大量技术设备所利用。可以说，成熟精巧的结构体系，实现了“水晶石”精美的建筑形态，一项建筑佳作因结构而产生。

2．2内部形态的雕琢

内部形态，指建筑的内部形式、体量与材质特征，其好坏决定着建筑的空间品质与使用感受，因此在当代建筑创作中得到特殊的重视。建筑内部形态的生成受很多因素影响，其中结构仍起着核心且先决的作用。

深圳湾体育中心见图4是深圳市举办2011年大运会的主会场，建筑造型好似一只洁白、剔透的春茧俯卧于广袤的大地上。春茧由网格状曲面屋面打造，由矩形钢管一体编织而成。在整体造型下，游泳馆、体育馆、大树广场与体育场四大功能顺次衔接，其中前两者采用双层曲面网架结构，后两者采用单层网壳结构，各功能均拥有独立的竖向结构支撑系统，屋面则实现了无缝衔接。建筑的整体结构赋予了建筑新颖的外部形象，也为建筑的内部形态提供了唯美、柔软的界面与通风、透光的表皮

。

3建筑阈限的结构挣脱

3．1跨度极值的刷新

建筑水平跨度的极值，一直以来都是结构工程界争相追逐的目标，大跨建筑的技术水平在某种程度上也代表着一个国家建筑业的发达水平。近年来，我国的大跨建筑结构技术进展飞速，建筑水平跨度的极值得到屡屡刷新。

上海浦东机场一号航站楼见图5是我国目前跨度最大的预应力张弦梁结构，结构跨度达到了82.6m；广州国际会展中心见图6是亚洲第一、全球第二大的会展建筑，其将张弦梁结构发展为张弦桁架结构，结构跨度达到126.6m；北京国家大剧院见图7的屋盖尺寸为146mˑ212m，采用的是空腹网壳结构；北京首都机场三号航站楼见图8中T3A航站楼的屋盖尺寸为950mˑ750m，采用的是微弯型抽空三角锥网架结构。3．2高度极限的突破

建筑垂直高度的极限，长久以来都是结构工程界疯狂竞逐的领域，摩天大厦的数量与高度也因此成为代表国家建设成就的主要标志。近年来，我国的超高层建筑结构技术快步发展，建筑垂直高度的极限取得频频突破。

52

低温建筑技术2016年第8期（总第218期

）

台北101大厦见图9建筑总高508m，共101层，基础结构采用了超高标准的抗震抗风设计，可承受10级以上特大地震及17级以上强台风，上部结构骨干由均布建筑平面的8颗巨型钢骨梁柱与核心筒处的16根高性能型钢混凝土柱组成，建筑以8层为一个结构单元层叠罗列，11个巨型结构单元垂直叠合成建筑的挺拔造型。

上海环球金融中心见图10建筑总高492m，共101层，基础结构为钢管桩加筏板的结构形式，上部结构采用了三重抗侧力体系用以对抗风和地震引起的倾覆弯矩和剪力，分别是由巨型柱、巨型斜撑及带状桁架构成的巨型框架，钢筋混凝土核心筒，以及用以拉结核心筒与巨型柱的外伸臂桁架，三重体系的联合作用使设计在保证结构稳固的前提下实现了建筑高度的突破。

4结语

建筑结构是当代建筑创作的重要技术语言，其对建筑功能的延伸、建筑形态的丰化与建筑阈限的挣脱起到了至关重要的作用。

参考文献

［1］刘鹏跃．当代中国建筑创作发展动力研究［D］．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2014．

［2］倪国春．上海浦东国际机场二期航站楼主楼钢屋架建造技术［EB/OL］．

［3］宗轩，钱锋．体育建筑中开合屋盖的应用探索———南通市体育会展中心体育场设计［J］．建筑学报，2009，（3）：77－81．

［4］斯特凡·胥茨，拉尔夫·齐伯．2011年深圳世界大学生运动会体育中心设计［J］．建筑学报，2011，（9）：50－61．

［5］杨超英，谢少明．深圳湾体育中心［J］．建筑学报，2011，（9）：70－77．

［6］徐怡芳．广州国际会展中心，中国［J］．世界建筑，2004，（7）：54－55．

［7］王荣星．中国国家大剧院［EB/OL］．

［8］李祖原．台北101大楼［J］．建筑学报，2005，（5）：32－36．［9］胡文杰，刘其华．上海环球金融中心［J］．建筑学报，2009，（7）：34－40．

［收稿日期］2016－06－15

［作者简介］刘鹏跃（1981－），男，黑龙江双鸭山人，工学博

士，建筑师，从事建筑设计工作。

62