本書緊密聯(lián)系國內(nèi)外現(xiàn)代建筑創(chuàng)作和工程實(shí)踐,系統(tǒng)深入地探討了現(xiàn)代建筑創(chuàng)作結(jié)構(gòu)思維的意義、原理、思路、手法等內(nèi)容。全書共分八個(gè)部分:建筑結(jié)構(gòu)思維是綜合創(chuàng)造力的展現(xiàn),建筑結(jié)構(gòu)思維與合用空間的創(chuàng)造,建筑結(jié)構(gòu)思維與視覺空間的創(chuàng)造,建筑結(jié)構(gòu)思維與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的創(chuàng)造,建筑結(jié)構(gòu)思維的想象力與意圖表達(dá),建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)用中的建筑美學(xué)問題,各類建筑結(jié)構(gòu)形式工作原理要點(diǎn),以及普適性綠色建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)思維路徑。全書配有內(nèi)容豐富的作者手繪插圖和案例實(shí)景照片,可供建筑師、結(jié)構(gòu)工程師和高等院校建筑學(xué)專業(yè)、土木工程專業(yè)師生學(xué)習(xí)、閱讀,也是主管城鄉(xiāng)建設(shè)或主管建筑創(chuàng)作的人員提高自身業(yè)務(wù)水平和建筑文化素養(yǎng)的良好讀物。就該著作內(nèi)容豐實(shí)、圖文并茂、版式鮮活的特點(diǎn),及其所反映的系統(tǒng)性、知識性與趣味性而言,還具有“一書多用”的收藏意義。
寫在前面的話
21世紀(jì)已走過20多年的歷程,人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo),越來越嚴(yán)峻地面臨著氣候變暖、環(huán)境惡化、能源危機(jī),以及頻繁發(fā)生的疫情與天災(zāi)等的挑戰(zhàn)與威脅。在危難重重的這種情勢下,“和諧共生,綠色為先”已成為建筑科學(xué)與藝術(shù)領(lǐng)域諸多崗位必須擔(dān)當(dāng)?shù)臍v史使命。作為中國第四代已進(jìn)入高齡建筑師隊(duì)伍中的一員,我一直想著要為這個(gè)新時(shí)代的“建筑實(shí)踐”做點(diǎn)什么有益的事,其中我便想到了,要完善和充實(shí)2006年出版的《結(jié)構(gòu)構(gòu)思論——現(xiàn)代建筑創(chuàng)作結(jié)構(gòu)運(yùn)用的思路與技巧》一書。
這是因?yàn)橛袃蓚(gè)重要原因:首先是值得我這樣去做。鄒德儂教授說“這本書理論成熟,干貨也多!瘪R國馨老總說:“這一研究成果,對于建筑師從事創(chuàng)作來說,自然是有用的工具……對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師來說,這本書也是極有價(jià)值的,同樣值得一讀!绷硪粋(gè)原因是,對這本書追本溯源,應(yīng)回到1965年,在徐中導(dǎo)師指導(dǎo)下我完成了研究生畢業(yè)論文——《在建筑設(shè)計(jì)中正確對待與運(yùn)用結(jié)構(gòu)》,因此,這本書是自己走上職業(yè)建筑師之路以后,在長期設(shè)計(jì)實(shí)踐與理論研究中,沿著建筑前輩徐中先生指出的方向,持續(xù)探索不斷深化的結(jié)果,今天再續(xù)前緣,自然就是樂見其成的事了。
這次主要涉及三個(gè)方面的調(diào)整與充實(shí):
全書的主題及其各章論述,均從“結(jié)構(gòu)構(gòu)思”轉(zhuǎn)向了“結(jié)構(gòu)思維”。新書名《建筑結(jié)構(gòu)思維》去掉了“論”字,也去掉了原書名《結(jié)構(gòu)構(gòu)思論》后面很長文字的副標(biāo)題。這樣更改書名并加以簡練表達(dá)的用意,一是為了避免“構(gòu)思”概念對“結(jié)構(gòu)運(yùn)用”的思路可
能產(chǎn)生的一些“局限性”影響;二是要凸顯“建筑結(jié)構(gòu)思維”內(nèi)涵的工程性質(zhì)及其邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)。這樣的改動(dòng),既一目了然、通俗易懂,又體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)思維的活力超出了原“結(jié)構(gòu)構(gòu)思”范圍的意思。正是這個(gè)原因,作者沒有受“結(jié)構(gòu)構(gòu)思”概念的束縛,而是把眼光投向了結(jié)構(gòu)廣泛運(yùn)用的方式與方法,并由此完成了新增加的第8部分主題的七點(diǎn)論述。
作為建筑骨骼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),工程量和投資巨大、耗費(fèi)資源種類繁多、全程排放居建筑工程之首。因而,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如何排除當(dāng)下建筑領(lǐng)域形式主義、唯美主義及主觀主義的各種干擾,切實(shí)跟進(jìn)建筑創(chuàng)作的綠色革新步伐,這是我們所必須正視的重大建筑課題。作者從我國綠色建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐摸索到基本經(jīng)驗(yàn)出發(fā),堅(jiān)持規(guī)避靠增加土建造價(jià)和設(shè)備投資實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的做法,為此,在新版中特意增加了第8部分專題論述——普適性綠色建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)思維路徑。這是作者遵循普適性綠色建筑設(shè)計(jì)基本策略,通過國內(nèi)外不同類型、規(guī)模與形式的建筑案例,包括從作者創(chuàng)作實(shí)踐中選出的代表作品,系統(tǒng)地分析和總結(jié)出了普適性綠色建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)思維的七條基本路徑。毫無疑義,這個(gè)理論課題的正式提出與初步探析,將進(jìn)一步推進(jìn)我們在普適性綠色建筑實(shí)踐中,開展“材料、技術(shù)、結(jié)構(gòu)”三合一的綜合性、務(wù)實(shí)性、與創(chuàng)造性相結(jié)合的化運(yùn)用。
本書保留了《結(jié)構(gòu)構(gòu)思論——現(xiàn)代建筑創(chuàng)作結(jié)構(gòu)運(yùn)用的思路與技巧》一書的“序言”和“前言”部分。從附在“導(dǎo)論”后面的插圖系列來說,為了看上去清晰明了,同時(shí)為了吸取典型案例,作者有選擇性地做了個(gè)別調(diào)整和更換。此外,新增加的第8部分共七節(jié),其插圖采用彩色圖片,與書中作者手繪黑白插圖畫面形成了鮮明而生動(dòng)的對照,這也是為了讀者對這本兼具“理論書”與“工具書”意義的新著產(chǎn)生收藏興趣著想的。
令作者十分欣慰的是,以持續(xù)擴(kuò)充新內(nèi)容面貌出現(xiàn)的《建筑結(jié)構(gòu)思維》,將惠及廣大讀者。在本書的擴(kuò)充策劃與書名變更的醞釀過程中,得到了馬國馨院士的寶貴指點(diǎn),和出版社的鼎力支持,在此謹(jǐn)致衷心感謝。
作者 布正偉
2022.11.25夜.于北京
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序言 知行博涉歷苦甘
前言
導(dǎo)論 進(jìn)入21世紀(jì)的建筑創(chuàng)作與結(jié)構(gòu)運(yùn)用
1 建筑結(jié)構(gòu)思維是綜合創(chuàng)造力的展現(xiàn)
一、結(jié)構(gòu)在建筑中的作用:雙重空間中的結(jié)構(gòu)
二、結(jié)構(gòu)思維的特殊意義:對建筑骨骼的摹想
三、結(jié)構(gòu)思維的中心問題:綜合處理各種信息
四、結(jié)構(gòu)思維的力學(xué)判斷:結(jié)構(gòu)傳力普遍規(guī)律
五、結(jié)構(gòu)思維的展開進(jìn)程:逐步形成結(jié)構(gòu)方案
(一)從總體關(guān)系上把握結(jié)構(gòu)方案的初步形成
(二)從局部關(guān)系上解決結(jié)構(gòu)方案的具體問題
六、結(jié)構(gòu)思維的應(yīng)變方式:思維序列的靈活性
七、結(jié)構(gòu)思維的敏感能力:思路與手法的統(tǒng)一
2 建筑結(jié)構(gòu)思維與合用空間的創(chuàng)造
一、建筑物的使用空間與結(jié)構(gòu)的覆蓋空間
(一)利用不同體形的平面結(jié)構(gòu),構(gòu)成與使用空間相適應(yīng)的頂界面或側(cè)界面
(二)將覆蓋大空間的單一結(jié)構(gòu),化為體量較小的連續(xù)重復(fù)的組合結(jié)構(gòu)
(三)選擇其平面、剖面與建筑物使用空間相適應(yīng)的各種新結(jié)構(gòu)形式
(四)利用組合靈活的混成結(jié)構(gòu),以適應(yīng)建筑物使用空間的平面與剖面形式
(五)通過平面結(jié)構(gòu)與空間結(jié)構(gòu)的組合,與大小使用空間的歸并相適應(yīng)
二、建筑物的使用要求與結(jié)構(gòu)的合理幾何體形
(一)采光、照明與結(jié)構(gòu)的合理幾何體形
(二)通風(fēng)、排氣與結(jié)構(gòu)的合理幾何體形
(三)音響與結(jié)構(gòu)的合理幾何體形
(四)開啟面與結(jié)構(gòu)的合理幾何體形
(五)排水與結(jié)構(gòu)的合理幾何體形
三、建筑物的空間組合與結(jié)構(gòu)的靜力平衡系統(tǒng)
(一)單一式大空間與屋蓋結(jié)構(gòu)的靜力平衡系統(tǒng)
(二)復(fù)合式大空間與屋蓋結(jié)構(gòu)的靜力平衡系統(tǒng)
(三)并列式大空間與屋蓋結(jié)構(gòu)的靜力平衡系統(tǒng)
(四)單元式大空間與屋蓋結(jié)構(gòu)的靜力平衡系統(tǒng)
(五)自由式大空間與屋蓋結(jié)構(gòu)的靜力平衡系統(tǒng)
(六)開放空間與懸挑結(jié)構(gòu)的靜力平衡系統(tǒng)
四、建筑物的空間擴(kuò)展與結(jié)構(gòu)的整體受力特點(diǎn)
(一)空間擴(kuò)展所帶來的結(jié)構(gòu)整體受力狀況的變化
(二)與空間擴(kuò)展相適應(yīng)的不同結(jié)構(gòu)體系
(三)高層結(jié)構(gòu)的整體受力特點(diǎn)對建筑平面—空間布局的影響
(四)大跨結(jié)構(gòu)的整體受力特點(diǎn)對建筑平面—空間布局的影響
五、建筑物的空間擴(kuò)展與結(jié)構(gòu)傳力的定向控制
(一)水平承重結(jié)構(gòu)受力性能的改進(jìn)與空間擴(kuò)展
(二)懸挑結(jié)構(gòu)受力性能的改進(jìn)與空間擴(kuò)展
(三)空間結(jié)構(gòu)受力性能的改進(jìn)與空間擴(kuò)展
3 建筑結(jié)構(gòu)思維與視覺空間的創(chuàng)造
一、結(jié)構(gòu)構(gòu)成與空間限定
(一)利用結(jié)構(gòu)構(gòu)成的空間界面以豐富空間輪廓
(二)利用結(jié)構(gòu)構(gòu)成的空間界面以強(qiáng)調(diào)空間動(dòng)勢
(三)利用結(jié)構(gòu)構(gòu)成的空間界面以組織特有的空間韻律
二、結(jié)構(gòu)線網(wǎng)與空間調(diào)度
(一)在結(jié)構(gòu)線網(wǎng)中分割空間
(二)向結(jié)構(gòu)線網(wǎng)外延伸空間
(三)在結(jié)構(gòu)線網(wǎng)上開放空間
三、結(jié)構(gòu)形式與空間造型
(一)結(jié)構(gòu)的形式美與空間造型
(二)結(jié)構(gòu)形式的特征與建筑形象的個(gè)性
(三)結(jié)構(gòu)的技巧性與結(jié)構(gòu)外露的藝術(shù)處理
(四)懸挑結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代建筑的藝術(shù)造型
(五)V形支撐結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代建筑的藝術(shù)造型
(六)高技術(shù)結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代建筑的藝術(shù)造型
4 建筑結(jié)構(gòu)思維與經(jīng)濟(jì)價(jià)值的創(chuàng)造
一、結(jié)構(gòu)線網(wǎng)的布置與建筑平面布局
二、結(jié)構(gòu)傳力的全過程與建筑剖面設(shè)計(jì)
三、結(jié)構(gòu)傳力系統(tǒng)的組織與不同結(jié)構(gòu)部位的用材
(一)受壓構(gòu)件與受拉構(gòu)件的材料結(jié)構(gòu)組合
(二)受壓構(gòu)件與受彎構(gòu)件的材料結(jié)構(gòu)組合
(三)受拉構(gòu)件與受彎構(gòu)件的材料結(jié)構(gòu)組合
四、結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)尺寸范圍與結(jié)構(gòu)的合理幾何形狀
五、結(jié)構(gòu)方案的創(chuàng)造性與結(jié)構(gòu)工程的具體實(shí)施
5 建筑結(jié)構(gòu)思維的想象力與意圖表達(dá)
一、結(jié)構(gòu)思維的想象力
(一)結(jié)構(gòu)思維的誘發(fā)聯(lián)想
(二)結(jié)構(gòu)思維的科學(xué)設(shè)想
二、結(jié)構(gòu)思維的意圖表達(dá)
(一)結(jié)構(gòu)思維的各種草圖表達(dá)
(二)通過平面圖表達(dá)結(jié)構(gòu)思維的基本意圖
(三)通過剖面圖表達(dá)結(jié)構(gòu)思維的基本意圖
(四)通過圖解表達(dá)結(jié)構(gòu)思維的基本意圖
(五)以表現(xiàn)結(jié)構(gòu)為主的透視圖畫法
(六)以表現(xiàn)結(jié)構(gòu)為主的模型制作
6 建筑結(jié)構(gòu)運(yùn)用中的建筑美學(xué)問題
一、凸顯結(jié)構(gòu)作用的建筑思潮的興起
二、現(xiàn)代主義建筑運(yùn)動(dòng)的重要組成部分
三、“結(jié)構(gòu)合理”與建筑形象的美
四、“表現(xiàn)結(jié)構(gòu)”與建筑藝術(shù)表現(xiàn)
五、“虛假結(jié)構(gòu)”與建筑藝術(shù)處理
7 各類建筑結(jié)構(gòu)形式工作原理要點(diǎn)
一、平面結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
(一)承重墻與支柱
(二)梁與桁架
(三)拱
(四)剛架
二、空間結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
(一)折板
(二)薄殼
(三)網(wǎng)架
(四)懸索
(五)膜結(jié)構(gòu)
(六)充氣結(jié)構(gòu)
(七)盒子結(jié)構(gòu)
(八)索桿結(jié)構(gòu)
8 普適性綠色建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)思維路徑
一、力求減少結(jié)構(gòu)圍合之中的“無用空間”
二、讓結(jié)構(gòu)為“氣候設(shè)計(jì)”創(chuàng)造良好條件
三、立足“在地建造”優(yōu)化結(jié)構(gòu)應(yīng)變樣態(tài)
四、統(tǒng)籌考慮建筑結(jié)構(gòu)資源“可再生利用”
五、在利舊出新中發(fā)揮原結(jié)構(gòu)的利好作用
六、充分利用輕結(jié)構(gòu)在施工中的獨(dú)特優(yōu)勢
七、開創(chuàng)綜合性節(jié)能減排的結(jié)構(gòu)組建方式
結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
后記