分析建筑设计中的结构构思研究

　　摘要：本文就针对建筑设计的结构重要性及结构构思的力学意识和思路等问题进行

 

了探讨。

 

 

　　关键词：建筑设计 构思研究问题探讨

 

　　一建筑结构的重要性
　　建筑的空间形态是建筑的空间轮廓和空间形状，它能给人们以视觉上的美感。建筑空
间艺术不仅是建筑内部功能的外在表现，而且是建筑结构技术的外在表现。结构设计与科
学技术有密切的关系，然而却在很大程度上涉及到艺术，关系到人们的感受、情绪、适应

 

性，以及对合宜的结构造型的欣赏。
　　结构为建筑空间提供有效的骨架和支撑，是建筑空间的物质材料，空间形态反映结
构的规律，是结构内在理性和技术美学的外在表现。然而这只是结构作用的一部分，结构
还通过对建筑空问的限定和组织，塑造丰富的空间形态，赋予建筑空问以丰富的精神和
文化内涵，建筑精神也借助于空问或隐或显的几何形态及其组合的关系来实现，完整地
表达了建筑空间的内在含义。结构不仅着支撑建筑空间，而且将其美的形式和内容融人建
筑。因此，在建筑设计中，结构构思非常重要。例如：美国明尼苏达州联邦储备银行(见图
1)，在建筑物中利用悬索结构，又如香港中国银行(见图 2)，为了抵抗风荷载，利用空间
桁架结构。同时，两栋建筑都将承重的结构构件暴露出来。支撑和张拉构件组成的结构体
系，导致线元素构成的复杂视觉特征。建筑感人的力量正是这技术与艺术、力与美的完美

  

结合。

 

　　二结构构思的力学意识
　　在结构构思中，需要运用基本的力学概念进行简单而有成效的判断，这些力学意识

 

包括：
　　(1)

 

荷载作用下，结构的传力路线越短，结构的工作效率越高。

　　(2)

 

结构处于直接受拉或受压比受弯或混合受力，能更好地发挥材料性能。

　　(3)结构的各部分、各截面受力均匀时，结构的工作效率最高，应尽量使结构承受均

 

匀荷载，使结构空间性、连续性较好。
　　(4)

 

结构的承载力是强度、刚度和稳定性的综合。

 

　　三结构构思的思路
　　仅仅有以上这些简单的规则，并不等于就掌握了结构设计的有效方法，或就能自动

 

进行结构设计。但有一点我们可以确定：所有荷载都有荷载路径。
　　结构既然是承担荷载的，就需要清楚每一荷载路径是如何作用，以此指导建筑师做
出合理的结构构思。因此，在进行结构构思时，首先应该确定不同荷载组合条件下的传力
路径。例如：重力荷载的路径是自上而下的，建筑物的每部分都是由下部结构支撑着，每
部分结构都承担上部的全部荷载。风荷载是水平荷载，需要有水平构件传递风荷载到竖向
构件。因此，竖向结构及位置就非常重要，设计时尽量保证传力途径畅通，不要被一些非

 

结构要求打断。
　　除了要给荷载建立结构路径外，还需要构造荷载路径的几何形状。例如，对于大跨的
屋盖系统，在竖向荷载下，如果取多跨梁体系，结构的受力情况主要体现为受弯，并且
各跨并不完全均匀。当选择桁架体系时，结构受力主要体现为杆件拉或压，各杆受力均匀。
所以，桁架体系从受力角度更合理。说明尽管是同样的荷载、同样的荷载路径，不同的荷

 

载路径的形状会影响到建筑设计的诸多方面，包括结构性能、美学和经济学。
　　结构的形状也会影响到荷载的传递和分配。例如，一个高层建筑结构，在水平和竖向
荷载作用下，采用锥形体、上削楔形体或退缩体。楼身向上不断收进与变细，轮廓线接近