清水混凝土结构成就建筑之美一一以荣城少年宫为例

荣成少年宫是一处集知识性、娱乐性、互动性为一体的未成年人综合教育服务基地。该项目采用清水混凝土结构，其结构设计难点主要体现在以下两个方面：空间异形壳体结构计算模型的实现，涉及空间异形壳体有限元计算模型、特殊部位结构体系梳理与单体受力分析、结构超长分析与构造处理；特殊造型部位结构体系的挑战，包括大入口双向悬挑结构、游泳馆开花柱及屋面框架体系、科技馆带壁柱球体体系、拱券柱区域框架受力，以及BIM设计、施工模型与结构设计分析模型的结合。

▲荣成少年宫

▲空间异形壳体结构计算模型的实现难点

▲特殊造型部位结构体系梳理

体育建筑设计中建筑与结构的协调与融合

建筑和结构的关系应该是一种对话，一种互相的吸引、交流，但这还不够，和婚姻一样，在婚后才知道对方更多的弱点和问题，要有忍受、包容、理解之心，这样才能达到家庭美满、珠联璧合、白头偕老。这正是Archi-neering所体现的最高境界，也是我们多年来所追求的体育建筑“魂”的体现，即：体育转自：建筑结构-公众号、建筑造型和建筑空间的完美有机结合。希望建筑师和结构师的共同努力，让更多的结构成就建筑之美，让更多的建筑展现结构之妙。

▲建筑与结构完美结合的杰作——东京代代木体育馆

▲建筑与结构的结合——导光管与结构的结合

▲建筑与结构的结合——上海嘉定游泳馆开闭顶

▲上海崇明训练基地游泳馆钢木结构的应用

大跨与巨构：建筑形态与结构逻辑的综合平衡

结合大跨度建筑与巨型结构建筑的概念，重点分享了广东省建筑设计研究院（GDAD）在该领域实现建筑形态与结构逻辑综合平衡的三个案例。广州白云机场T2航站楼强调“轻盈、漂浮、流动”的”云”的设计概念，正立面采用张拉膜雨棚、人字形柱，独具特色。首创渐变旋转式吊顶，实现网架结构与建筑装修的一体化设计。肇庆新区体育中心采取适应气候的设计策略，以及一体化的建筑与结构设计，使之达到功能性与标志性的高度统一，为城市提供了多彩绚丽、振奋人心的省运会开闭幕式场馆以及赛后运营的有利条件。珠海横琴保利中心凭借巨型转换桁架的结构技术，实现了“悬浮立方体”的设计概念，为城市打造一个洁白光亮、具有鲜明特色的新建筑。

▲广州白云机场T2航站楼

▲肇庆新区体育中心

▲珠海横琴保利中心

空间结构的形与力

空间结构设计中形和力关系的演变历史。指出材料科学、设计手段的发展深刻影响了设计中形与力的考量权重和取舍。工业革命前，形与力基本上统一为将土、石通过砌、垒成形的受压的拱和穹顶形。工业革命后人造材料的应用促进了结构体系的丰富和发展。在数字化技术广泛应用前，“找形”是设计的主要方法，力的考量优于的考量。数字化技术促成了“自由形态”的设计理念，弯扭和翻卷的建筑外形在技术上得以实现，形凌驾于力。通过几个实例给出了在自由形态条件下对结构的形和力所进行的优化设计。

作为探索的设计：体育建筑的多目标优化

体育建筑因其体量大、功能特殊、与城市重大节事结合紧密，使其具有较高的社会关注度和显著的城市标志性。在此语境下，其建筑设计容易过度陷入形式上标新立异，忽视形式背后可能带来的对各种工程技术性能的负面影响。首先，从方法论的角度，提出基于模拟的多目标优化的方法与软件平台，将多层次因素纳入框架中，对建筑设计提出修正。其次，指出体育中心规划范式僵化的问题，认为其本身正面向街区化发展。最后，以淮安、江门体育中心两个实践项目为例，重点从城市设计的角度，对其都市逻辑关系进行了梳理和分析，对原有范式进行了突破，提高了体育中心的综合性能。

▲淮安体育中心

▲江门体育中心

建筑中的城市复合公共空间——以上海中心和东吴文化中心为例

聚焦“建筑中的城市公共空间”，以“上海中心大厦”与苏州市“东吴文化中心”两个实践项目为例，深入阐释了建筑的“城市属性”在城市系统中的植入方式与其内部系统的空间结构逻辑。

建筑内部的城市公共空间作为其组成部分中的微观层级是实现建筑城市性价值的重要环节。“城市性”建筑实践既是建筑对话现代城市性图景的方式，也是提升其结构与功能、形态等内部要素协同度的重要途径，对复合性建筑的系统构建具有深远意义。同时，通过项目设计实践中的前沿性技术创新的应用体现“技术美学”的未来性与创新性，延伸了“结构成就建筑之美”的主题内涵。

▲上海中心大厦

▲东吴文化中心

量凿正枘——为建筑构思寻找合适的结构方案

gmp与sbp两家德国公司的合作始于八十年代，在一次次对话中诞生了多种创新结构体系，为体育场、会展中心、办公楼、火车站和机场带来全新的空间体验与功能布局。柏林奥林匹克体育场改建项目上，打破封闭圆环形屋顶的局限，留出回应历史的视线，并满足边建设边比赛的要求。在德国及中国的多个会展项目中，设计了受力清晰的屋面结构体系，不仅满足了无柱大跨空间的实用性与经济性，更在细部节点设计上体现了建筑美感与结构精准。在去年竣工的苏州奥体中心与海口五源河体育场的设计中，结构和建筑突破常规，成就了回应城市文脉与环境的地标建筑。多年合作的默契也带来了一个办公建筑的精彩实例：位于上海中环附近的漕河泾新洲大楼，宛如飞船悬浮于公园，释放出城市公共空间。

▲苏州奥体中心+海口五源河体育场+上海漕河泾新洲大楼

建构共生——海峡文化中心设计与实践

人类自古热爱追求卓越和完美，奥运就提出来“更高、更快、更强”，所以建筑师好像也被认为一直在追求“更高、更宽、更酷，甚至更科幻、更未来………”，其实，建筑师能够如此自由发挥，很大程度是得益于结构专业的持续发展。爱伦•坡在《致海伦》里说“光荣属于希腊，伟大属于罗马”，一般解释是希腊留下了民主，罗马留下了法律，而我更愿意理解成罗马建筑的宏伟，而这种宏伟就来源于天然混凝土结构的形成，随后的哥特式、铸铁工艺、框架结构、钢结构、空间结构……等等，可以说每一次建筑学的突破都是伴随着结构技术的革命，所以单就技术层面说，可以认为：“伟大属于罗马，建筑发展属于结构革命，结构成就了建筑”！

我和芬兰建筑大师佩卡•萨米宁教授合作的海峡文化中心也是一座建筑与结构完美结合的作品，为了实现“茉莉花”的意向和三维双曲面造型，结构团队在结构选型和空间定位上做了非常艰苦的努力，借助BIM技术解决超高长细比钢柱、双层幕墙、复杂内墙体以及大型陶板安装等一系列问题，最终协助建筑师完成了该作品，建成后得到福州人民的全面认可，被称为“东方最美的茉莉花”！

作为建筑师，我们需要有执着的信念和高昂的精神，也需要精湛的专业技能，但是，我们绝不是只盯着创意和美丽，我特别希望建筑师能够像一个复杂系统的协调师，建筑作品需要强大的团队共同努力，所以说，建筑师和结构师不是相恨相杀，而是互为支持，共同发展。

中小尺度空间中结构的建筑表达

以虹桥机场T2航站楼新建和T1航站楼改造设计为例，介绍了中小尺度空间中将结构本体作为建筑表达对象的多种设计手法，指出即使简单的结构形式也可以找到适合建筑总体风格的表现方法。结构逻辑展示的清晰性、构件与建筑空间尺度的协调性、节点细节的精致性是表达成败的关键。

雕塑与精神建筑的工程学

以结构为建筑——从绿地江北和保利成都项目看结构创新设计

通过绿地江北和保利成都两座超高层地标建筑的结构设计方案，展现了建筑与结构的结合之美。绿地江北项目将拱的几何形式运用至超高层建筑中，借助拱结构高效地将重力荷载传递至巨柱。拱结构使得空中大堂实现了大跨度无柱空间，提供了绝佳的视野，同时拱和伸臂桁架也在空中大堂形成了有趣的空间。四角内凹，并将巨柱拆分为几个较小柱子，使转角办公室获得了更好的视野。

保利成都项目办公塔楼采用斜网格结构，塔楼形体边界的弧线处理再现了当地传统园林亭台的飞檐感觉。角部采用钢管混凝土巨柱提供高效的抗侧力结构体系，中间的圆钢管斜撑采用特殊的施工次序，分段卸载，可以重新组织斜撑的内力流，达到了斜撑构件尺寸最小化，视野最大化的设计目标。

符合力学规律、高效的结构体系往往也充满美感，可以与建筑设计有机结合，成为建筑美的重要组成部分。美的结构甚至可以引领建筑设计，成就建筑之美，达到“结构即建筑”、“结构之美即建筑之美”的效果。

自然启发的建造模式与数字化建构

分析了在当前数字化加工生产和仿真模拟技术长足发展的背景下，转自：建筑结构-公众号作为建筑不可缺少的基本元素，在建筑设计领域的机遇与挑战，指出转自：建筑结构-公众号设计的有理化、功能化、性能化，数字化和生态化，是其成就建筑之美的有效路径。进而指出自然界的建造模式里，存在着大量的应用功能结构和有效几何的解决方案：单元模数化，各项异性差异化，层级化，冗余度丰富化，组合复合化，信息内嵌化，几何有效化。着重探讨了上述自然的建造模式的原理和其在转自：建筑结构-公众号等领域的应用潜力，并结合数字化技术，探讨了其以信息建模为手段的，快速原型技术为解决方案的实施可行性，并结合工程案例对其具体实施内容进行了详细的介绍。客观批判性地分析评价了上述方法的实际应用优势及劣势，得出了该方法具体的适用性和可行性结论。展望了自然的建造模式在启发转自：建筑结构-公众号和成就建筑之美的未来发展趋势和突破点，及其如何结合到建筑行业的各个环节的有效途径与框架。

铝结构建筑之美——大跨铝合金结构工业化一体化发展探索

首先从材料选用、结构形式、工艺方法、功能实现等几个方面引出大跨度铝合金结构建筑的概念，然后从铝合金结构所展现的自由曲面形态，高效的结构体系突出铝合金结构的宏观建筑美。并从铝合金结构的材料、工业化、全装配、一体化特征详细阐述铝合金结构建筑的细节美：材料具有耐久性、轻量化、易加工、循环可利用；生产为典型的工业化、精度要求高；施工为全装配式、建筑完成度高；一体化包含的建筑表皮、光伏能源、采光通风、消防措施、健康监测、泛光照明、屋面清洗，设备检修，屋面吊挂等与铝合金结构的系统集成，体现了结构与建筑外观、结构与建筑功能的完美结合。最后展示了典型的大跨度铝合金结构建筑工程案例，充分体现了铝合金结构的建筑美。

预制框架成就建筑之美

结构的任务是用最经济和高效的手段来实现建筑的目的；随着社会经济的不断发展，各种约束结构造价的变量都在持续发生变化，再加上材料性能的持续提高，使得不同时期、不同形式的结构，有不同的“最优选”，这也给企业创新创造了机会。

提出了一种新型的框架结构形式，采用钢管和波纹钢板组合，开发了“甲壳柱”、“甲壳梁”等产品，钢甲壳代替了模板、配筋和脚手架，使得工程的临时措施费用大大降低；试验证明，该体系相比传统的全钢或组合结构，具有更好的经济性。此外，欧本开发了一种“优肋板”，能够替代目前大量使用的钢筋桁架叠合板，具有生产更高效、安装更轻便、造价更经济的明显优势。