基于結(jié)構(gòu)構(gòu)思的“建筑結(jié)構(gòu)選型”課程教學(xué)體系建設(shè)與實(shí)踐

【摘 要】“建筑結(jié)構(gòu)選型”課程是建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的必修課，是建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。本文意在探討引導(dǎo)學(xué)生改變建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中過(guò)分追求藝術(shù)形象的錯(cuò)誤意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力的問(wèn)題，為提高“建筑結(jié)構(gòu)選型”課程的教學(xué)效果提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)選型；結(jié)構(gòu)構(gòu)思；教學(xué)體系

【Abstract】“selection of building structure type” course is a required course for architecture， and it is the foundation of architectural design. This paper aims to discuss how to guide students to change the wrong consciousness of excessive pursuit of artistic image in the process of architectural design，and to train the students ability of structure conception. Some suggestions are provided to improve the teaching effect of the course “selection of building structure type”.

【Key words】Building structure selection；Structure conception；Teaching system

建筑結(jié)構(gòu)選型課程是建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課。建筑設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，是構(gòu)成空間與體形的骨架和基礎(chǔ)。建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生經(jīng)常在認(rèn)識(shí)上有一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為結(jié)構(gòu)構(gòu)思不重要，只重視建筑的空間構(gòu)思、色彩和功能，往往忽視了結(jié)構(gòu)的重要性。如果在做設(shè)計(jì)時(shí)把建筑和結(jié)構(gòu)分離開(kāi)來(lái)，只從功能和審美要求進(jìn)行建筑方案的創(chuàng)作，最后再把結(jié)構(gòu)作為一種附屬品硬塞進(jìn)建筑空間里，這種思維方式極不利于建筑創(chuàng)作。意大利著名建筑師兼結(jié)構(gòu)工程師P·L·奈維提出：“建筑師必須是他所設(shè)計(jì)的建筑的承載要素、結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)造者”。由此可見(jiàn)，建筑和結(jié)構(gòu)并不是孤立存在的，而是緊密相連的。本文從“建筑結(jié)構(gòu)選型”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)手段等方面進(jìn)行思考，提出一些方法，培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)熱情，從而提高“建筑結(jié)構(gòu)選型”課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 明確責(zé)任，建筑的結(jié)構(gòu)選型是建筑師的職責(zé)

意大利著名建筑師兼結(jié)構(gòu)工程師P·L·奈維在《結(jié)構(gòu)在建筑中的地位》一書(shū)中寫(xiě)到：“現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)所要求的新的、宏偉的結(jié)構(gòu)方案，使得建筑師必須要理解結(jié)構(gòu)構(gòu)思，而且應(yīng)達(dá)到這樣一個(gè)深度和廣度：使其能把這種基于物理學(xué)、數(shù)學(xué)和經(jīng)驗(yàn)資料之上而產(chǎn)生的觀念，轉(zhuǎn)化為一種非同一般的綜合能力，轉(zhuǎn)化為一種直覺(jué)和與之同時(shí)產(chǎn)生的敏感能力?！贝髱熤赋隽私ㄖ煈?yīng)該具有結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力的重要性。獲取這些能力的途徑就是建筑結(jié)構(gòu)選型課程的任務(wù)。

建筑結(jié)構(gòu)選型課程的任務(wù)，是對(duì)各種建筑結(jié)構(gòu)體系的幾何組成、結(jié)構(gòu)組成、力學(xué)特征、適用范圍以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面的內(nèi)容進(jìn)行分析和研究。這些問(wèn)題正是建筑師在建筑方案設(shè)計(jì)階段必須考慮并應(yīng)該解決好的問(wèn)題。作為一位未來(lái)的既有建筑理論和藝術(shù)修養(yǎng)又懂得現(xiàn)代科學(xué)和工程技術(shù)的優(yōu)秀建筑師，只有掌握了這些內(nèi)容，并在建筑設(shè)計(jì)中熟練的運(yùn)用，才可能勝任建筑設(shè)計(jì)工作。因此，建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須明確的這一點(diǎn)就是：建筑的結(jié)構(gòu)選型是建筑師的職責(zé)而不只是結(jié)構(gòu)師的任務(wù)。

2 夯實(shí)力學(xué)基礎(chǔ)，促成建筑與結(jié)構(gòu)的完美統(tǒng)一

建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)設(shè)置的力學(xué)課程是“建筑力學(xué)”，建筑學(xué)學(xué)生的力學(xué)基礎(chǔ)需要夯實(shí)。力學(xué)與建筑結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的。所有的建筑結(jié)構(gòu)都是要符合力學(xué)規(guī)律的，符合力學(xué)規(guī)律的建筑結(jié)構(gòu)才是合理的。運(yùn)用一些力學(xué)規(guī)律來(lái)解釋建筑的結(jié)構(gòu)形式，比長(zhǎng)篇的論述更易理解，并且記憶深刻。

埃菲爾鐵塔是1889年巴黎博覽會(huì)建造的標(biāo)志性建筑，高324m，用鋼7000t，它不僅滿足了展覽功能，并且以其造型優(yōu)美、結(jié)構(gòu)合理、建筑與結(jié)構(gòu)的完美統(tǒng)一而被世人稱(chēng)頌，一直保留至今。因?yàn)橹鞒纸ㄔ斓氖墙Y(jié)構(gòu)工程師，他首先注意的是結(jié)構(gòu)受力合理，按當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平，要建造當(dāng)時(shí)世界最高的建筑物是十分不容易的，如果采用不合理的結(jié)構(gòu)形式就建不起這么高的建筑。從力學(xué)方面分析，鐵塔可看成是嵌固在地基上的豎向懸臂柱，風(fēng)荷載是主要荷載。鐵塔的外形與風(fēng)荷載作用下的彎矩圖十分相似，因此充分利用了塔身材料的強(qiáng)度和剛度，受力非常合理。塔身底部設(shè)置大拱，跨越了較大跨度，車(chē)流、人流在鐵塔下暢通無(wú)阻。其實(shí)，鐵塔和高層建筑都像大樹(shù)一樣，樹(shù)干下部粗上部細(xì)。埃菲爾鐵塔正是建筑與結(jié)構(gòu)完美統(tǒng)一的典范，如今它已成為巴黎和法國(guó)的象征。

3 案例教學(xué)與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合

案例教學(xué)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)具有非常重要的意義。合理有效的案例教學(xué)與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合可以獲得最佳的教學(xué)效果，也能最大限度地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極思考的能力。

講解砌體結(jié)構(gòu)部分時(shí)，構(gòu)造柱和圈梁的布置是很重要的。利用工程實(shí)例形象地將設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁的砌體結(jié)構(gòu)比喻成弱框架結(jié)構(gòu)，弱框架結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的對(duì)比可提高學(xué)生積極思考問(wèn)題的能力。講解高層建筑結(jié)構(gòu)部分時(shí)，框架梁和框架柱的布置是關(guān)鍵，先給學(xué)生觀看不恰當(dāng)?shù)牟贾冒咐?，再列出《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定：框架梁、柱中心線宜重合，當(dāng)梁柱中心線不能重合時(shí)，在計(jì)算中應(yīng)考慮偏心對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)受力和構(gòu)造的不利影響，以及梁荷載對(duì)柱子的偏心影響。通過(guò)不恰當(dāng)?shù)墓こ虒?shí)例講解，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并避免以后工作中出現(xiàn)一些不恰當(dāng)?shù)淖龇?。講解挑梁時(shí)，一根挑梁像樹(shù)枝一樣，根部粗梢部細(xì)，那么鼓勵(lì)學(xué)生想象整個(gè)房屋可不可以做成懸挑的或懸掛的，此時(shí)，舉例慕尼黑BMW辦公大樓。慕尼黑BMW辦公大樓是德國(guó)慕尼黑寶馬總部建筑群的標(biāo)志性建筑，與寶馬博物館、寶馬世界等建筑相鄰。寶馬辦公大樓由奧地利建筑師卡爾·施旺哲（Karl Schwanzer）于1973設(shè)計(jì)，整個(gè)建筑共22層（其中辦公空間為18層），高101m，由四個(gè)圓柱形塔樓組成，象征發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)汽缸。四個(gè)汽缸沒(méi)有立于地面，每個(gè)汽缸每一層的圓形樓板都是在地面安裝完成后由液壓設(shè)備拉升到高空，一端支承于平面中部的核心筒上，圓心處則懸掛于支承柱上。大膽的懸掛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得寶馬辦公大樓極具創(chuàng)新精神和超前理念，堪稱(chēng)世界建筑設(shè)計(jì)的優(yōu)秀作品。

4 多種靈活的考查方式評(píng)定平時(shí)成績(jī)

建筑結(jié)構(gòu)選型課程的成績(jī)組成包括期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)。平時(shí)成績(jī)的構(gòu)成可不拘泥于作業(yè)、考勤和課堂提問(wèn)，也可以采用多種靈活的形式展現(xiàn)學(xué)生的建筑設(shè)計(jì)才華，提升學(xué)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力。比如學(xué)?；I備既有住宅增設(shè)電梯工作，此項(xiàng)目可以布置作業(yè)給建筑學(xué)的學(xué)生，從項(xiàng)目調(diào)研、實(shí)地查看、提出方案、設(shè)計(jì)方案、論證方案、效果圖等方面培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)選型能力和基于結(jié)構(gòu)構(gòu)思的優(yōu)化設(shè)計(jì)能力。對(duì)于一些觀點(diǎn)提出來(lái)讓學(xué)生分析、論證，比如有感于復(fù)雜建筑平面和建筑立面的切割與組合，學(xué)生可以搜集資料，寫(xiě)出自己的思考和困惑。這樣的考查方式使學(xué)生學(xué)到的東西很多。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展和功能需求的變化，建筑形式日益復(fù)雜，建筑與結(jié)構(gòu)的聯(lián)系也越來(lái)越緊密。作為未來(lái)建筑師的建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須具備扎實(shí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力和結(jié)構(gòu)選型能力，才能在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮設(shè)計(jì)中遇到的各類(lèi)問(wèn)題，才能與建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行密切的合作。本文探討了培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)構(gòu)思能力的一些方法，為提高“建筑結(jié)構(gòu)選型”課程的教學(xué)質(zhì)量提供了一些參考。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：朱麗娜]