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建筑的筋骨 巧夺天工的结构设计


来源:太平洋家居网

作为建筑背后的“英雄”,结构设计所扮演的角色,不仅是专业的指导,也会影响着建筑的形成。在日本知名结构师小西泰孝看来,无论项目规模的大小是怎样的,与建筑师进行有效全面的沟通是至关重要的,这不仅能提高建筑的完成度,还可以改变出前所未有的建筑形态。最近,小西泰孝在文筑国际主办的“大师之旅”新锐建筑师系列讲演会第12场现场与大家分享了他关于结构设计的一些心得,让我们一起去看看吧。

作为建筑背后的“英雄”,结构设计所扮演的角色,不仅是专业的指导,也会影响着建筑的形成。在日本知名结构师小西泰孝看来,无论项目规模的大小是怎样的,与建筑师进行有效全面的沟通是至关重要的,这不仅能提高建筑的完成度,还可以改变出前所未有的建筑形态。最近,小西泰孝在文筑国际主办的“大师之旅”新锐建筑师系列讲演会第12场现场与大家分享了他关于结构设计的一些心得,让我们一起去看看吧。

小西泰孝

结构设计对建筑的影响

结构设计,是指合理的将建筑物的结构承重体系(包括水平承重体系的楼、屋盖等和竖向承重体系的砌体、柱子、剪力墙等)建立和布置起来,以满足房屋的承载力、安全、稳定和使用等方面的职务和工作。结构工程师是指取得相应资质,进行结构计算和绘制结构图的人。

作为一名结构工程师,小西泰孝没有只专注于自己的领域,而是把自己作为建筑师、社会工程师去考虑做建筑的目的。

在他看来,结构设计对于建筑来说就像食物与养生的关系一样。虽然建筑的表面的样子很重要,但是要先考虑它的骨骼,太胖了太瘦了都不行,身材要正好。从这个角度来说,结构和建筑是重要的合作伙伴,一方面需要最大限度地发挥材料的作用,比如建材里有混凝土,钢材,玻璃,石头等各种材料,把它们很好地组合起来,具有合理性,从而才能完成高质量的建筑;另一方面结构工程师需要跟建筑师多进行有效沟通,帮助建筑师去完成作品。

小西泰孝

小西泰孝

小西泰孝日本知名的结构工程师,1970年出生于千叶县。1995年毕业于东北工业大学工学部建筑系。2002年成立“小西泰孝建筑构造设计”事务所,小西泰孝除了做建筑物、家具等的结构设计、结构监理之外,还进行建筑结构的相关调查、研究、原有建筑物以及担任各种结构的技术顾问。至今为止,小西泰孝已与多位建筑师共同完成项目,包括与石上纯也合作完成的神奈川工科大学KAIT工房、与TNA/武井诚+锅岛千惠合作完成的上州富冈驿舍、与佐藤光彦合作完成的熊本站西口站前广场等等。

小西泰孝

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编辑点评:在小西泰孝专业的分析和研究下,整个建筑被固定在一个山峦里面,这样一个单元可以在各个地方出现高低起伏的变化,或者是左右的错位,这是非常合理的结构,这个想法打破了建筑师隈研吾最初的构想,三角组成的菱形建筑形态,创造出一个流动的展览空间,将美术馆与倾斜的地形相结合,达到有机的统一。

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编辑点评:KAIT工房是校园中景观的一部分,竖状的柱子营造的结构的美,在此转化成为宛如树林般的景致。结构设计在建筑中的美被发扬光大,建设师和结构师相互的尊重、讨论和研究,最终化成一个圆满的句号。

小西泰孝

编辑点评:建筑师前田圭节想通过设置书的堆砌效果来实现空间的结构,这对结构设计来说,也是不小的挑战,空间的功能被分隔,整个建筑变成了一个无界空间,成为了没有围墙和围栏的建筑。一个普通的建筑,因为室内外、围墙、大街这3者关系的构成,有机结合在一起而变得新意十足。

对小西孝泰来说,位于杭州中国美术学院里的这座建筑,设计是有难度的,按照最初的设想:建筑随山峦起伏不变的地形来做的话,会让施工的难度变得很多。小西孝泰则用专业的思维去考虑,整个建筑被固定在一个山峦里面,这样一个单元可以在各个地方出现高低起伏的变化,或者是左右的错位,这是非常合理的结构,这个结构被小西孝泰理解为一个24米的三角形,通过三角形相互的关系,达到一个稳固形态。 

很多人认为小西孝泰非常关心那些细的、轻薄的结构,觉得他最擅长和喜欢这样的作品,但其实不然。在小西孝泰看来:作为结构师来说,最大的希望是帮助建筑师去完成作品,为建筑师提供最合理和恰当的方案才是真理,因此中国美术学院博物馆这个作品,就是需要一定的空间效果和合理测量的空间结构,这才是做结构的本分。

小西泰孝

项目一:中国美术学院博物馆

建筑师:隈研吾

项目地点:杭州象山校区

项目面积:4936平方米

完工时间:预计2014年

菱形建筑展现流动空间

小西泰孝

美术馆形态与倾斜的地形相结合,并没有侵入到绿色的自然环境中。菱形的建筑形态创造了流动性的展览空间,交替变换的层高和空隙,将参观者带到被自然景观包围的户外区域。

小西泰孝

当地原生的建材和回收再利用的材料让建筑从基地土壤中生长出来。

小西泰孝

编辑点评:这座4936平方米的美术馆预计于2014年春季向公众开放。试想一下,在春暖花开的季节,在上坡中穿插起伏的建筑与自然融为一体,那样的景色是多么的美丽,建筑师也好,结构设计师也好,两者的互相影响和沟通,才可以创造出如此成功的作品。

结构工程师的思考更多的是对团队合作的意识,经常的沟通才会有好的建筑效果。作为结构工程师,小西孝泰考虑的不仅是建筑的结构怎么做的问题,还需要找到建筑的表现力和当地特色结合起来的点,这个结构设计的出发点,不是以建筑师的意志而出发,是通过实地的测量、与结构工程师的反复讨论、研究、切磋以及建筑的合理性去完成的。 

神奈川工科大学校园已经创校四十多年,之前的老旧建筑都逐一被拆除改建新的建筑,而KAIT 工房位于校园中央,是2008年落成的最新的建筑体之一。日本建筑师石上纯也(Junya Ishigami)找到小西孝泰的目的:就是希望可以用非常细的尺寸设计来支撑一个大的屋顶。

小西泰孝 

项目二:神奈川工科大学(Kanagawa Institute of Technology,简称KAIT工房)

建筑师:石上纯也

项目地点:日本神奈川县​

基地面积:129335平方米​

建筑结构:钢框架​

​完工时间:2008年​

创意的暧昧空间

小西泰孝

该工房主要提供学生一个创意的手工创作空间,走进里面看不到区隔房间的墙面,整个通透的空间主要区分为十四个开放的区块,空间配置包括木工间、机具间、灌模间、印刷间、管理间等。这个建筑非常的有趣,蓝色的公共空间和绿色的走廊交融在一起,小西孝泰通过不同的尺度处理,让空间的方向处理变得游刃有余。

令人匪夷所思的结构

小西泰孝

建筑的结构表现是同样令人匪夷所思。45米见方4米多高的单层建筑,有305根细扁钢柱,这些柱子的截面尺寸分别只有80~190mm长、16~60mm宽。柱子分成2种,一种是抗压力的珠子,是用来支撑建筑的;另外一个是水平力的柱子,这个柱子是完全从屋顶悬垂下来的,有273根。

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小西孝泰为此在前期做了大量的抗压力方面做了物理实验,通过对扁钢的特性掌握和结构结算,以及讲究的施工,让我们看到了一个漂亮独特的建筑:既能承受来自各方压力,对付日本的地震也绰绰有余;又个性鲜明,线条感十足。

空间塑造细节永远为整体服务

从结构表现的角度,其实那些受拉构件柱应该完全可以用钢绞线来完成的,这样空间内受拉、受压的柱子会一目了然,按惯常的逻辑,这样似乎才是一个“诚实”的设计。但是在内部结构的设计上,小西孝泰要做的不仅是“虽然看上去是一样的柱子,但它受的结构力是完全不一样的”,在结构顺序之外,更重要的还是原建筑的柱子上的那些节点的精工细作,这才是结构师要做的事。

小西泰孝 

编辑点评:这座KAIT工房可说是一座建筑,但也可以将其视为景观的延伸,结构的美在此转化成为宛如树林般的景致,我们可说,这是一件将「结构」最大化、「建筑」最小化的优秀作品,这也是建设师和结构师体系合作的完美典范,相互的尊重、讨论和研究,最终化成一个圆满的句号。

拿到这个项目的时候,建筑师前田圭介给小西孝泰提了这样的要求:“所有的墙面都是从地面上升上去的”。这个建筑需要考量的是屋里与屋外的界限不能被打破,人的动线和宠物的动线要有趣的联系在一起。为此,小西孝泰从前田给的“书籍叠砌”的墙体效果出发,通过不同的造型组合作为结构的出发点,漂亮的墙体在各种地方出现,而抵抗地震成为了最简单的建筑基本思路。

这是一座为一位陶瓷娃娃艺术家设计的创意工坊,同时也是也是艺术家夫妇的住宅。业主希望这是一处多用途的创意空间,在为创作提供环境的同时为展出提供场地。同时,他们也想用这样一个空间来接待经常来作客的朋友。住宅空间在与工作室互相开放的同时,与外面的住宅社区仍保持良好的私密性。

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项目三:陶瓷娃娃创意工坊(atelier bisque doll)

建筑师:前田圭介(UID)

设计单位:UID Architects

项目地点:日本大阪

完工时间:2009年

模糊边界​打破传统围墙

小西泰孝

为了能使这座建筑既开放又私密,建筑师充分思考,打破传统的围墙护栏模式,通过与周围空间的有机互动达到内部的私密。建筑师设计了两条悬浮的墙带(住宅外圈一条,工作室外圈一条),将邻居的绿色景观引入空间内,使景观保持连贯,同时模糊了室内与室外的界定。

又一个柱子的巧妙运用

小西泰孝

从结构的角度出发,小西孝泰在柱子的结构上又做起了文章,扁扁的柱子有时候是墙,有时候又变成了书架,而屋顶则最终被掏空腾起来,非常的漂亮。住在这样的空间,你会觉得非常的开放,而且不用担心在这样透明的房子里会有小偷的光顾。

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编辑点评:通过设置书的堆砌效果,这个空间的功能被分隔,整个建筑变成了一个无界空间,成为了没有围墙和围栏的建筑。一个普通的建筑,因为室内外、围墙、大街这3者关系的构成,有机结合在一起而变得新意十足,来源于生活中的小常识和一些琐碎有趣的事情,最终转变成一个新创意,确实值得我们学习。

[责任编辑:李驭]

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