基于結構構思的“建筑結構選型”課程教學體系建設與實踐

【摘 要】“建筑結構選型”課程是建筑學專業的必修課，是建筑設計的基礎。本文意在探討引導學生改變建筑設計過程中過分追求藝術形象的錯誤意識，培養學生結構構思能力的問題，為提高“建筑結構選型”課程的教學效果提供一些參考。

【關鍵詞】建筑結構選型；結構構思；教學體系

【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

建筑結構選型課程是建筑學專業的一門專業必修課。建筑設計中的結構問題，是構成空間與體形的骨架和基礎。建筑學專業的學生經常在認識上有一個誤區，認為結構構思不重要，只重視建筑的空間構思、色彩和功能，往往忽視了結構的重要性。如果在做設計時把建筑和結構分離開來，只從功能和審美要求進行建筑方案的創作，最后再把結構作為一種附屬品硬塞進建筑空間里，這種思維方式極不利于建筑創作。意大利著名建筑師兼結構工程師P·L·奈維提出：“建筑師必須是他所設計的建筑的承載要素、結構方案的創造者”。由此可見，建筑和結構并不是孤立存在的，而是緊密相連的。本文從“建筑結構選型”課程的教學內容、教學方法及教學手段等方面進行思考，提出一些方法，培養學生的結構構思能力，激發學生學習的積極性和學習熱情，從而提高“建筑結構選型”課程的教學質量。

1 明確責任，建筑的結構選型是建筑師的職責

意大利著名建筑師兼結構工程師P·L·奈維在《結構在建筑中的地位》一書中寫到：“現在建筑設計所要求的新的、宏偉的結構方案，使得建筑師必須要理解結構構思，而且應達到這樣一個深度和廣度：使其能把這種基于物理學、數學和經驗資料之上而產生的觀念，轉化為一種非同一般的綜合能力，轉化為一種直覺和與之同時產生的敏感能力。”大師指出了建筑師應該具有結構構思能力的重要性。獲取這些能力的途徑就是建筑結構選型課程的任務。

建筑結構選型課程的任務，是對各種建筑結構體系的幾何組成、結構組成、力學特征、適用范圍以及技術經濟指標等方面的內容進行分析和研究。這些問題正是建筑師在建筑方案設計階段必須考慮并應該解決好的問題。作為一位未來的既有建筑理論和藝術修養又懂得現代科學和工程技術的優秀建筑師，只有掌握了這些內容，并在建筑設計中熟練的運用，才可能勝任建筑設計工作。因此，建筑學專業學生必須明確的這一點就是：建筑的結構選型是建筑師的職責而不只是結構師的任務。

2 夯實力學基礎，促成建筑與結構的完美統一

建筑學專業設置的力學課程是“建筑力學”，建筑學學生的力學基礎需要夯實。力學與建筑結構是密切相關的。所有的建筑結構都是要符合力學規律的，符合力學規律的建筑結構才是合理的。運用一些力學規律來解釋建筑的結構形式，比長篇的論述更易理解，并且記憶深刻。

埃菲爾鐵塔是1889年巴黎博覽會建造的標志性建筑，高324m，用鋼7000t，它不僅滿足了展覽功能，并且以其造型優美、結構合理、建筑與結構的完美統一而被世人稱頌，一直保留至今。因為主持建造的是結構工程師，他首先注意的是結構受力合理，按當時的技術水平，要建造當時世界最高的建筑物是十分不容易的，如果采用不合理的結構形式就建不起這么高的建筑。從力學方面分析，鐵塔可看成是嵌固在地基上的豎向懸臂柱，風荷載是主要荷載。鐵塔的外形與風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度和剛度，受力非常合理。塔身底部設置大拱，跨越了較大跨度，車流、人流在鐵塔下暢通無阻。其實，鐵塔和高層建筑都像大樹一樣，樹干下部粗上部細。埃菲爾鐵塔正是建筑與結構完美統一的典范，如今它已成為巴黎和法國的象征。

3 案例教學與理論教學有機結合

案例教學對學生的學習具有非常重要的意義。合理有效的案例教學與理論教學有機結合可以獲得最佳的教學效果，也能最大限度地提高學生的學習主動性和積極思考的能力。

講解砌體結構部分時，構造柱和圈梁的布置是很重要的。利用工程實例形象地將設置構造柱和圈梁的砌體結構比喻成弱框架結構，弱框架結構和框架結構的對比可提高學生積極思考問題的能力。講解高層建筑結構部分時，框架梁和框架柱的布置是關鍵，先給學生觀看不恰當的布置案例，再列出《高層建筑混凝土結構技術規程》中的規定：框架梁、柱中心線宜重合，當梁柱中心線不能重合時，在計算中應考慮偏心對梁柱節點核心區受力和構造的不利影響，以及梁荷載對柱子的偏心影響。通過不恰當的工程實例講解，讓學生發現問題并避免以后工作中出現一些不恰當的做法。講解挑梁時，一根挑梁像樹枝一樣，根部粗梢部細，那么鼓勵學生想象整個房屋可不可以做成懸挑的或懸掛的，此時，舉例慕尼黑BMW辦公大樓。慕尼黑BMW辦公大樓是德國慕尼黑寶馬總部建筑群的標志性建筑，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設計，整個建筑共22層（其中辦公空間為18層），高101m，由四個圓柱形塔樓組成，象征發動機的四個汽缸。四個汽缸沒有立于地面，每個汽缸每一層的圓形樓板都是在地面安裝完成后由液壓設備拉升到高空，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。大膽的懸掛結構設計使得寶馬辦公大樓極具創新精神和超前理念，堪稱世界建筑設計的優秀作品。

4 多種靈活的考查方式評定平時成績

建筑結構選型課程的成績組成包括期末考試成績和平時成績。平時成績的構成可不拘泥于作業、考勤和課堂提問，也可以采用多種靈活的形式展現學生的建筑設計才華，提升學生的結構構思能力。比如學校籌備既有住宅增設電梯工作，此項目可以布置作業給建筑學的學生，從項目調研、實地查看、提出方案、設計方案、論證方案、效果圖等方面培養學生的結構選型能力和基于結構構思的優化設計能力。對于一些觀點提出來讓學生分析、論證，比如有感于復雜建筑平面和建筑立面的切割與組合，學生可以搜集資料，寫出自己的思考和困惑。這樣的考查方式使學生學到的東西很多。

5 結語

隨著社會的發展和功能需求的變化，建筑形式日益復雜，建筑與結構的聯系也越來越緊密。作為未來建筑師的建筑學專業學生必須具備扎實的結構構思能力和結構選型能力，才能在進行建筑設計時綜合考慮設計中遇到的各類問題，才能與建筑結構進行密切的合作。本文探討了培養學生結構構思能力的一些方法，為提高“建筑結構選型”課程的教學質量提供了一些參考。

【參考文獻】

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[3]周俐俐，陳小川.建筑學專業結構課程教學方法探索.山西建筑，2005（8）：131-132.

[責任編輯：朱麗娜]