结构和建筑:相遇、同行又分开——说一只教学楼

2011-04-28 19:50:36
Volta Schulhaus,Basel,建筑师:Miller&Maranta,结构师:Juerg Conzett
Volta Schulhaus,Basel,建筑师:Miller&Maranta,结构师:Juerg Conzett

       这是一座外表看起来普普通通的教学楼,5层高,走近了还会看见地下有个体育馆。水泥外墙和金属窗框带有强烈的工业感,略显冰冷,但却是一个类比周边,照顾氛围的好例子。这个楼就是Volta Schulhaus,在大Basel北部的工业区,可以说是Miller & Maranta最为人所知的作品。
立面上下结构不对位
立面上下结构不对位

 
       但对于我个人而言,这个立面存在着反常之处。上下层的柱子并不对位,这是反常规的做法,或者是特殊结构的表达。但可以确定的是这预示了内部空间的变化,需要深入的阅读。

【城市考虑】

       Miller&Maranta首先碰到的问题是建筑体量。从城市的角度,建筑要连接东北的工业建筑和西南典型的Basel联排住宅。所以关键是占住基地的东南角,并延续北面工业用房的体量。M&M在这使用了一个非常简单的方形体量。
    基地尺寸有40米*35米。这就等于放弃了做一个进深15-20米的普通教学楼。为了照顾内部的采光,M&M在体量中间开了四个采光井。
40米*35米的基地
40米*35米的基地

M&M最终确定的建筑体量
M&M最终确定的建筑体量

平立剖基本信息
标准层平面
标准层平面

首层平面
首层平面

剖面
剖面

  

【结构的介入】

    教室和体育馆的关系是一个讨论的重点。前者小空间,可以做小跨度;后者大空间,一定要大跨度。简单的解决方法是把两者分开做,各自做结构。
教室体育馆分开布置。例子:Botta在Chiasso的中学
教室体育馆分开布置。例子:Botta在Chiasso的中学

       或者像Leutschenbach一样,大空间在上,小空间在下。通常的解决方案是“下面柱网上面大跨”,这也正是Christian Kerez早期模型所显示的。但是后来由于不可知的原因,CK和Joseph Schwartz用牛刀宰鸡,通体巨构,玻璃也逃到了结构之内(随之带来了一系列保温层和结构交接的问题)。在我看来,这有过度表达结构的嫌疑。
教室在下,体育馆在上。例子:Kerez的Leutschenbach学校
教室在下,体育馆在上。例子:Kerez的Leutschenbach学校

       但在M&M这个案子里,基地下面有个大坑,原来是放储油罐的,很自然的会想到把体育馆做在这,但结构上就意味着大空间在下,小空间在上,增加技术难度。M&M可以选择上下全做大跨度结构,上面的教室可以自由布置,但M&M要坚持“结构和空间互动”的原则,一定要上面小空间结构,下面大空间结构。更严格的原则是“结构要限定空间”。
教室在上,体育馆在下。本案
教室在上,体育馆在下。本案

 
【建筑与结构互动】
    由于上面两条苛刻的原则,限定体育馆的两堵墙变成了上面仅有的支撑。上面的教室被一品品可以悬挑的墙所限定,这些墙贯穿4层,高15米,长40米,跨28米,挑12米。但由于采光井的存在,楼板要开洞;由于走廊的存在,墙要被通高打断。这些都增加了结构难度。但M&M和Juerg Conzett讨论了开洞的位置,以协调楼板里预应力钢筋微妙的通道,以及构件的平衡。最终通过“墙梁体系”实现了双方的构想。我们完全可以想象这其中建筑师和工程师的合作会密切到何种程度。

墙体的打断,不同难度结构解决方案对比
完整的墙和楼板
完整的墙和楼板

楼板开洞(采光井)
楼板开洞(采光井)

墙体断开(走廊)
墙体断开(走廊)


外力分析
Structure as Space中的外力分析
Structure as Space中的外力分析


墙体内力分析
墙体在建筑中位置
墙体在建筑中位置

墙体尺寸
墙体尺寸

墙体拉压趋势
墙体拉压趋势

主要拉力走向即预应力钢筋位置
主要拉力走向即预应力钢筋位置

楼板内力分析
楼板位置
楼板位置

楼板尺寸
楼板尺寸

墙体在楼板上的投影
墙体在楼板上的投影

楼板拉力走向
楼板拉力走向

楼板配筋位置
楼板配筋位置


【结构和建筑的独立工作】
    在这之后,M&M要考虑建筑内外的氛围:这要通过材料,开窗尺寸去实现;接下来要考虑如何在建造上实现上述做法:外挂的混凝土饰面,夹在中间的保温层,窗框和保温的交接等等。而Conzett要考虑的问题是具体的混凝土标号,配筋的位置和尺寸,预应力钢筋的先张后张等等。
    在墙体布置完成的瞬间,结构和建筑的工作其实就分开了。这之后当然还有当然还会尺寸上的协调以及伴随而来的各种反复,但“建筑方案设计”和“结构概念设计”上的互动就结束了。

【知识上在何处分开】
    实现这种高水准的合作,无疑需要建筑结构双方都互懂对方的知识,但问题是懂到何处,如何确定知识分开的临界点?作为建筑学学生,我只能说清在结构的路上要走到何处:弄懂“结构的布置”离不开“构件间外力”,和“构件内力”的分析,这一切的最终目的是清楚力流走向,然后“设计力流”,和结构方面的思考方式挂钩。有了力流的走向就可以“划分构件”,比如做墙就知道预应力筋的走向,做桁架就可以知道拉压杆的布置。
    在刚才所有描述结构的关键词中,没提到的恰恰是最常见的是“结构体系”:梁柱、拱、悬索,这些是“面向知识分类”的话语。而如果“面向解决问题”,需要的是知道力如何走,如何在力流上给材料。把这些总结成关键词就是“力流设计”和“构件划分”。

【力流设计与构件划分】
    关于“力流设计”,在瑞士学校会有相关的建筑学课程,由工程师开设:ETH的研究生结构设计课1&2,由Joseph Schwartz主讲。USI的结构课5&6,由Monotti主讲。但值得注意的是这都是“设计课”,要“设计”,要“分析案例”;不是计算课,学简支梁配筋计算,或是砖柱的失稳验算。瑞士的系统好,但国内的建筑学结构教学也同样有所作为,比如华东高校的建筑系一直有着参加结构设计大赛的传统。
    在这种教学体系下走出的瑞士明星建筑师,多半都有良好的结构素质:Miller,Kerez不胜枚举。但值得注意的是这种素质体现在从结构的角度修改建筑设计,而非与结构师有深度的共同语言。所以某种程度上讲,知道“实现同等荷载,木要比钢重量轻”,或者考一个结构二注并非瑞士明星建筑师的必须。
    关于“构件划分”,至今并无任何课程可以打通这个关节,可能只能通过设计中的反复锤炼。这是个耐人寻味的话题,需要另开篇幅讨论。

【建筑师的结构意识】
    到头来,“力流设计”和“构件划分”是要解决如何设计结构的问题,这是建筑师的结构意识的重要组成部分。比如墙受弯的传统原理,在新的时代里,瑞士建筑师们用混凝土做了多次精彩的演绎。

墙受弯原理解释
Juerg Conzett 在 《Structure as Space》中对该原理的解释
Juerg Conzett 在 《Structure as Space》中对该原理的解释

该原理最简单的情况
该原理最简单的情况

案例一:墙的水平变形
原理层面的变形
原理层面的变形

实例:一墙之宅
实例:一墙之宅

案例二:墙的水平移动
原理层面的变形
原理层面的变形

实例:Voltra Schulhaus
实例:Voltra Schulhaus

案例三:墙的竖直移动
原理层面的变形
原理层面的变形

实例:Chur某办公楼
实例:Chur某办公楼

案例四:墙的空间移动
原理层面的变形
原理层面的变形

实例:Kerez自宅
实例:Kerez自宅


       结构意识另外一个重要方面是“表达”。诚实或者不诚实,这是建筑师的个人选择。诗意或者不诗意,这是建筑师的个人素养。说清楚这种极其个人化、案例化的事情,不是这篇短文的目的。

ps1:本文只希望在“结构设计”这个大问题上切一张剖面,而关于“结构表达”,拙作《读EL145有感》http://www.douban.com/note/126363415/ 试图寻找另一张剖面。
ps2:“准确详尽”的“结构分析”并非这一系列文章的初衷。
ps3: 结构模型:http://www.douban.com/photos/album/52024150/

参考书目:
1.《Structure as Space》http://book.douban.com/subject/2655389/
2.《建构建筑手册》http://book.douban.com/subject/2260454/
3.《工程师眼里的建筑》约格·康策特,见《世界建筑》2005年01期:Peter Zumthor

阿尔托莉娅
2011-04-28 20:52:02 阿尔托莉娅 (不理性,无诗意!无趣的设计课。)

是我浏览器问题么……一行只有一个字……

keke
2011-04-28 20:57:05 keke

对于结构的分析非常有意思,希望多多分享这些知识啊,我会一直关注!另外问一句,文中黑色的对于结构基本原理解释的是什么书?我很欣赏这种结构一体化的设计理念,想问问你,这毕竟需要很高的专业配合与建造环境,你对于如何能在国内现有的施工环境去应用这些理念有什么看法,这有点虚,问这问题是因为在荷兰这边结构和立面,功能材料等已经完全分工太严重了,基本是结构这边都是最简单的考虑,然后再往上加东西,所以从我一个学生的角度来说,结构要不就太抽象化,要不就直接套用,很难学到跟设计本身一种互相推动的关系,你在ETH又是如何学习这一方面的呢?作为实践的结果,所谓结构的诗意在这种虚拟设计学习中是不是根本就是扯淡呢?

RH.
2011-04-28 21:25:38 RH. (一切解讀都是誤讀。)

真后悔没好好学力学。

远古超萌武士
2011-04-28 22:26:41 远古超萌武士 (@Mendrisio)

书就是Juerg Conzett的《structure as space》啦,我重要的参考书

另外我是ETH编外的,在瑞士Mendrisio读书。

在设计中用结构,还要互动。我不敢触碰这么难的话题,但有个设计中的小细节可以说说。至少在oligiati的工作室,教授会把常年和自己合作的结构师请过来,和学生讨论结构方案。学生说想法,工程师会很严肃的、面向实践的给出解决方案,然后学生再看看是不适合自己的建筑。这个互动过程是双向的,对学生一方来讲,必须有足够的判断力,能迅速读懂工程师的解决方案,并看清和自己概念的关系成为最基本的技能。

说到面向中国的实践,我毫无发言权,也没找到真的很互动的例子。

LaVieon
2011-04-28 22:34:20 LaVieon (扯)

关于建构还有很多要学啊

土佐脱藩浪人
2011-04-28 22:47:17 土佐脱藩浪人

结构和建筑,鸡犬之声相闻,老死不相往来~

土佐脱藩浪人
2011-04-28 22:55:11 土佐脱藩浪人

差不多看懂了,不清楚的是楼板和底层的墙是怎么交接的,节点如何设计,碰上水平地震力底下两片墙必倒啊~

amigojeff
2011-04-28 23:08:37 amigojeff (上帝存在于细节之中)

LS,水平刚度应该是靠上面那些墙与底层墙的“锚固”来获得,但应该有足够的“搭接”深度,也就是说上面的墙要插入底层墙足够的深度,与基础板(不知基础形式如何)共同形成整体刚度。

土佐脱藩浪人
2011-04-28 23:16:30 土佐脱藩浪人

嗯,再仔细看了下,好像两片墙是靠中间那些个小的暗柱一直升到顶的,和每层楼板都锚固在一起,lz的su模型略有误导~但是刚度必然的还是不够,德国貌似的确是不需要考虑抗震的,我看很多建筑在中国哪怕7度区肯定不行。这个还请德国的同学考证一下。

epica-hon
2011-04-28 23:44:25 epica-hon

分析很到位很深入啊~要分享学习之~无限佩服楼主

远古超萌武士
2011-04-28 23:53:54 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to amigojeff & 土佐脱藩浪人: 欧洲很多国家结构设计不考虑地震,瑞士德国都在其中。重要国家机关和军事建筑永远都是反例。

正是因为不考虑地震,结构设计的出发点是“平衡”而非“结实”。同样,上下贯通的柱子,抗侧力的构件也不是必须。我们坚固的“锚固”“搭接深度”“柱子伸到顶”做法就都成了牛刀。

压不倒就行,推倒算犯规,震倒不考虑。

土佐脱藩浪人
2011-04-29 00:14:00 土佐脱藩浪人

。。。。

光年M51
2011-04-29 00:36:30 光年M51 (来不急)

M

菠萝熊王子
2011-04-29 04:06:23 菠萝熊王子 (出走的王子 何时回家)

我觉得建筑学到现在可能结构是唯一感到无从下手的东西了,对于很多结构的设计赞叹牛逼的多,理解本质的少,更不要说在自己设计的时候跟设计浑然一体了,现在顶多能做到别的设计都差不多了 找个合适概念的结构;这次做设计碰到了概念放到落实到建筑里基本都完善了,突然想到做模型建筑都立不起来了,再考虑结构,换了两次方案,不管哪个都跟完善好的方案不能很好的衔接;最后让我有一种早知如此何必当初不早点考虑进去结构的心情;不过就此也看到了用结构来控制一些本来缺乏控制的地方的可能性,比如墙体楼板划分的具体位置的依据;估计要重新回去再做一轮。。。
另外结构大赛什么 那是大师兄张艾这种本来就懂的 参加了体会了深;我们本来就门外汉的去了还是打酱油。。。。得个二等奖还是站在门外得。。。

GL
2011-04-29 05:05:45 GL (Gulu)

Kerez 这样的作品,必须要有同等的结构师配套才能很好的实现的。
这点在国内太不现实了。
如果国内顶尖的院校都能有 Schwartz、Balmond 这级牛掰的结构师上结构课,讲讲结构在设计中可以“玩”的花样,讲讲“结构”到底是个什么东西,怎么去看待,而不是土木学院来几个人讲讲剪力扭矩怎么算,相信也不会有那么多人“觉得建筑学到现在可能结构是唯一感到无从下手的东西”。

老狼老狼
2011-04-29 05:32:37 老狼老狼 (你好,我姓狼)

to ls,balmond同志现在不爱上结构课,喜欢搞搞非线性算法设计的教学,并且到后期还给你提结构合理性的问题,有时候就特别想死。
另同意ls后续观点,“结构”是什么“结构里德某个玩意儿”怎么做比“结构里的某个玩意儿”怎么算要有意义得多。也怪不了他们吧,他们也就只会结构计算然后算出站不住了就让你改设计或者加截面尺寸这种事情,让他们作为咨询给你现有设计下的合理策略都挺难的;参与设计,建筑师和结构师(国内)总有一个想去自杀的

远古超萌武士
2011-04-29 05:41:15 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to keke: 刚才说错了一个地方,那些图是我自绘的。教授审过,放心用

远古超萌武士
2011-04-29 05:45:56 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to 菠萝熊王子:感性认知,理性分析,设计小动作,设计大动作,浑然一体。总归一步一步来的嘛!
你都参加结构大赛了,还获奖了,还是全国的。至少你比别人知道效率高的结构就是要拉压杆,和做幕墙稳定是一个思路。别人羡慕还来不及呢~~

远古超萌武士
2011-04-29 05:46:36 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to Gulu:我要去蹭Schwartz的课,蹭不了也买教材

远古超萌武士
2011-04-29 05:49:56 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to 老狼: Balmond竟然成了跨界的刺头,不过也没惊讶,从他设计那个桥却不做计算开始就有点那个苗头了。
另外我可不想自杀啊!!!如果我们能碰到宋晓冰老师,那大家就都不用自杀,反而可以嗨皮了。

菠萝熊王子
2011-04-29 06:02:40 菠萝熊王子 (出走的王子 何时回家)

不是全国的 你才是全国的。。。谢谢。。。

forca
2011-04-29 06:19:47 forca (...)

写得太好了,网页另存了。这个建筑我去过,不过结构我弄不懂,你写得可以留着做参考资料了

远古超萌武士
2011-04-29 07:02:50 远古超萌武士 (@Mendrisio)

To forca:看来还是基础信息最有价值,我能找到再补上

早
2011-04-29 07:09:03

lala,这文是你课业的一部分么

菠萝熊王子
2011-04-29 07:39:34 菠萝熊王子 (出走的王子 何时回家)

大师兄太踏实了 学习!学习!

土佐脱藩浪人
2011-04-29 09:53:26 土佐脱藩浪人

照这样基础结构应该是筏形基础吧,两道墙底下有放脚,不应该有桩的样子~

万发财
2011-04-29 10:42:00 万发财 (口腹之欲)

大师兄太踏实了+10086

RAMA
2011-04-29 11:00:47 RAMA

我国也有非抗震地区的,比如浙江丽水、四川南充等等,有机会可以去那里试一试嘛。可惜的是大部分结构师不太会做这样非抗震的设计了。

老狼老狼
2011-04-29 12:26:45 老狼老狼 (你好,我姓狼)

to lala: 哎我也不该说死了,好玩的人总是有的,阻力也总是比好玩的人牛逼的。另你可以看看balmondstudio.com,看看伦敦奥运的媒体塔和其他,我觉得老爷子没建筑师一起玩着就差好多了

学而时习之
2011-04-29 13:49:48 学而时习之 (有朋自远方来)

本人是学结构出身,现在半路出家学建筑学,很感叹这座建筑将结构与美学融为一体了。何时我也能做出如此的建筑呢?嘿嘿,以后还要多多关注版主的页面啊!

远古超萌武士
2011-04-29 17:07:23 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to 土佐脱藩浪人:就本案来说,房子下面原来有个大混凝土坑,容纳工业储气罐,设计人员对下面做了何种加建我到现在还没有找到资料。也许原来的设计荷载更大,不用动了也说不定的。

基础确实重要,我不知他们怎么做的

远古超萌武士
2011-04-29 17:17:18 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to 早:被识破了!前面的分析是结构课6的作业,还要做模型,但我还没做完呢。具体内容和ETH的研究生结构课1,2差不多,他们有教材,可以弄一套的说。

keke
2011-04-29 17:36:27 keke

求教材!

Archiable
2011-04-29 22:36:04 Archiable (学生设计发布)

配筋是亮点。
这个案例也可以看到一个好的结构工程师起到的重要作用,像日本当代建筑师的成功也是离不开他们优秀的结构工程师,也就希望中国也能有多多这样的结构工程师,可是想想也觉得困难重重,当施工质量都很难保证,施工常常不照图纸的环境下又有谁愿意玩这种高难度动作。

土佐脱藩浪人
2011-04-29 23:30:53 土佐脱藩浪人

to ls:有个很重要的前提,就是建筑师要对结构至少要理解,要“敢”这么玩而且玩得转,第二就是体制问题了,结构工程师很难参与进最早的方案设计里面来,另外还有规范的说

Archiable
2011-04-30 00:05:55 Archiable (学生设计发布)

2011-04-28 22:26:41: lalasamurai (@Mendrisio)  
  ...
学生说想法,工程师会很严肃的、面向实践的给出解决方案,然后学生再看看是不适合自己的建筑。这个互动过程是双向的,对学生一方来讲,必须有足够的判断力,能迅速读懂工程师的解决方案,并看清和自己概念的关系成为最基本的技能。

瑞士建筑师一般也是这样做的

远古超萌武士
2011-04-30 04:37:19 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to forca: 补充了平立剖基本信息。可能更方便“空间和结构”一起读。

远古超萌武士
2011-04-30 04:44:04 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to 土佐脱藩浪人:补充了剖面,地下部分其实很大。
至于打桩与否,打什么桩等等,我没找到资料。不过如果真的需要,我直接问Miller要

snaill
2011-04-30 08:06:37 snaill (delft)

跑题了。不好意思。

远古超萌武士
2011-04-30 11:56:08 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to snail: 类比贴切啊啊!我大概晓得哈苏的建筑味了

[已注销]
2011-04-30 17:16:10 [已注销]

学习了,真的

糖醋鱼
2011-04-30 19:47:23 糖醋鱼 (专业)

之前分析过M&M的volta school,利用墙体内部的后张筋将楼板拉起,楼板和墙体互相作用,形成大跨和大悬挑。但是对于楼板内部的配筋方式和开洞的规律一直不了解。。。求解释。

RainDragon
2011-04-30 21:17:32 RainDragon

如此奇妙的作品,从结构角度来说确实应该一般大空间放在上面,不然结构上需要一个很刚的转换层。但是我觉得这个方案把大跨度空间放在地下,是个有利的方面。用剪力墙实现大跨越和国内比起来也算得上巧思,只是我觉得国内的情况来说,一个五层的房屋做剪力墙还配置算是比较复杂的预应力筋,没有几个甲方愿意这么做吧,这个造价恐怕得。。。
然后基础吧,个人以为要看地基情况,地基足够好,做连续梁基础应该也是可以的,不过这个结构形式对沉降算是比较敏感的,应该会考虑用大刚度的基础调整沉降,比如筏基础。不过原来是油罐的话可能整体设计荷载就比教室大很多,而且很多地方应该是直接按照不允许出现裂放来设计的,这么说的话原始基础就应该很刚了。可能都没要另外做处理,直接利用原有基础就好。

土佐脱藩浪人
2011-04-30 23:27:57 土佐脱藩浪人

这样吧,最左边的钢筋是和剪力墙所受的主应力迹线方向一致,右边的墙钢筋没有锚固长度呀~所以要用预应力

远古超萌武士
2011-04-30 23:28:15 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to RainDragon:感谢你对地基部分的分析解答。

关于结构的方案的选择确定,肯定有很多偶然性。但最后甲方能允许,当然和不差钱的瑞士政府和教育系统有最大关系。

这个结构方案一定不是最省钱的,甚至是比较费钱的。不说甲方,做个简单的,经济的对设计师也许都是更有吸引力的。但是他们做了个符合自己专业兴趣的,这可以说是“设计师自high”,可以说是“闷骚”,但也可以说是“对专业品质的执着”。

但无论如何,吃饱了的人更容易有精神追求。全世界人民都追求“他们心中的美”,为什么不允许富得流油的瑞士人民放弃“经济性”,追求高品质的“专业合作”和“非常规做法”。

我们甲方(及。。。)追逐效益,他们甲方(及。。。)追逐品质,国情确实不同。

Iseven
2011-05-01 01:03:52 Iseven

里面那些结构分析图做那么好是因为老师教得好还是因为你自己就懂?你那些坡顶交角都算不好的同学们表现怎么样?

RainDragon
2011-05-01 09:01:01 RainDragon

to lz:其实我个人很喜欢建筑学,我也赞同经济允许的条件下追求美。我比较感慨中国现在这个时期太过追求速度和利益的建造模式,以及它催生的对各种相关专业的培养模式,很难诞生精品。
不过,就像日本曾经在他经济腾飞的起步阶段也建造过有“使用海砂混凝土”之类的问题建筑(不过总的来说还是比中国的好得多),在经历过很多事情之后,他们的建筑师、工程师开始反思那个求快的年代。才有了后来很多在意境上超凡脱俗的作品和九级地震不倒的质量。希望我们的国家这一天能早点到

远古超萌武士
2011-05-01 16:52:28 远古超萌武士 (@Mendrisio)

我也看过欧洲战后50-60年代的好多房子。也有某些中国尺度的小区才3个月就设计完成,但到今天看也很好,无论从哪个角度去解读。

我觉得有时好像和国内也挺像,但为啥我们就略差,不爱多想

RainDragon
2011-05-01 18:40:04 RainDragon

细节吧,我看很多日本做的图纸很精细,很经得起推敲,中国做的很多图纸太糙,我去一些地方实习,看到一些大院出的图纸(还不是小楼,33层),结构部分都能漏标了个把尺寸,这个也太粗糙了。
不过话说回来了,这个也是没办法,设计费太低了,就这个教学楼来说,无论是建筑还是结构,做的活肯定都不少,要是就给那两个钱,有几个人真的愿意做呢?花两天时间才能赚一天饭钱,这个实在是~

imguo
2011-05-01 19:40:40 imguo

很好的案例,提供了一个比较德国人与日本人结构设计上的不同。刚与柔的本质上的不同啊!

远古超萌武士
2011-05-01 19:55:49 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to imguo老师:原来我们的结构设计思路要追到日本人那里

Yanfei
2011-05-01 20:13:10 Yanfei

很棒!也想看structure as space!

imguo
2011-05-01 21:21:29 imguo

日系的结构思路更偏重于横向力的作用(地震、台风),德系则是竖向为重的。这是两者之间的根本区别,也就形成了各自建筑形态上的不同。日系更加柔,德系更加硬。风土使然,也是性格使然,就像是德系会把木材竖过来看(考虑木材的受压性能),而日系(也包括大陆的东方)更看重把木材横过来看(木材的受弯性能)。弯矩比轴力更加不直接吧,这就是德系与日系性格上的差异。当然这只是大体上的分析而言的。

imguo
2011-05-01 21:23:04 imguo

这跟造车一样,德国车追求极限的极限性能,日本车追求极限的电子性能,前者直接,后者暧昧些。

imguo
2011-05-01 21:24:01 imguo

德国车的发动机都是涡轮增压型,看到过日本车有涡轮增加的吗?日本车的发动机都是VVTI的。

imguo
2011-05-01 21:26:22 imguo

拿这个案例跟石上纯也+小西泰孝的KAIT比较一样就能看出两系之间思路上的巨大差别了。

远古超萌武士
2011-05-01 21:57:06 远古超萌武士 (@Mendrisio)

设计思路上的差异guo老师讲的非常清楚。我说设计手法上的差异。

以我自己的“力流”+“构件划分”的视角去看:德系的木材使用方法表现为多用竖材、斜材。但背后我觉得是一个构件只走一条力流。而日式的木材使用方法,表现为多用横材和斜材。但背后是一根构件总是走两条力流。昂是上拉下压,梁是上压下拉。

因为我不了解日本现代结构,这种手法上差异我就不清楚了。

imguo
2011-05-01 22:09:31 imguo

不是说了吗,德系走的是轴力,日系走的是弯矩。三角桁架这种东西是西方人用的,东方人少用斜材的。具体原因的话说来话长,主要是木材桁架的节点处如果不用金属件加固的话,是无法保证大的斜向里会击穿木材。而东方传统木构中是极少用金属加固木材的。昂也好、梁也好,日本人也用,日本人把中国传过去的木构由“重竖向”改为“重横向”,这是南宋陈和卿等人传过去的“大佛样”,也就是东大寺南大门中“贯”=通长木的作用。之后日本人的柱子越来越细,而横向的拉接越来越多就是这个道理,地震、台风这些横向力的风土不饶人啊。而不同于东方的是,西方对于处理斜向力是传统之一,比如拱券的斜推力的处理变化出样式的更迭。木材也是,原则上是非常清晰的轴力传递过程。东方传统建筑中轴力传递则就非常少了。

imguo
2011-05-01 22:14:05 imguo

当然了,任何力的形式都可以最终转化为基本力,也就是拉力和压力的组合,比如弯矩=(拉力+压力)x力矩,而剪力=对角线上的一组拉力+压力。从上述 Conzett 的手法上可以看出西方当代结构的手法是极为构筑性的(或者叫做人工性)。对比之下日本当代结构手法的构筑性是很柔的。

imguo
2011-05-01 22:21:14 imguo

比较一下这个案例:http://www.douban.com/photos/photo/972903007/

远古超萌武士
2011-05-01 22:30:53 远古超萌武士 (@Mendrisio)

我顿悟了,多谢老师进一步耐心解释

imguo
2011-05-01 22:37:08 imguo

清晰性与暧昧性、构筑性与空间性(浜口隆一的用语)、对象性与行为性(也是浜口隆一语)都是很好地理解欧洲和日本建筑时的参考。看建筑作品时一定要结合语境来看。

imguo
2011-05-01 22:38:49 imguo

结合语境来看的话,能够发现相互之间的关系,也就有可能发现更多的东西,而不仅仅是建筑。

imguo
2011-05-01 22:43:53 imguo

另外再说两句:Balmond不是结构工程师,结构工程师的出发点是力学几何,而不是什么数学几何。单纯的数学几何只有位置上的构成关系(抽象关系,互换可能),而没有力学上的矢量关系(指向关系,互换不可能)。而Balmond的出发点都是数学,确切地说他是将数学形式化的建筑师,形式到结构的顺序。只不过他还会结构计算而已。

xiner
2011-05-02 00:34:42 xiner

imguo和lalasamurai的对谈真是太精彩了,像是打开了新的窗户一样,佩服的没话说

这里只有一个困惑,就是此案例给空间感受到底带来了什么好处呢?从现有的图上看不出来啊
我一直觉得结构的突破最终是还是要指向空间的,比如kerez的一墙之宅,或是华沙博物馆都通过独一无二的结构体系直接影响了空间
那么这个教学楼的“结构和空间互动”到底在哪个细部或是场景可以直接感受到呢?还是真的只有专业人士做了大量功课才能感知呢

十,一
2011-05-02 00:37:34 十,一

哇哦。 受教了!

Archiable
2011-05-02 01:06:10 Archiable (学生设计发布)

KAIT工房在结构上是怎么抗横向力的呢,按德系的做法应该会用斜拉的杆件来保证水平向的结构强度,KAIT没有。还是KAIT在水平向上就是柔性的,来抵抗地震等。这样的话玻璃外墙和结构的交接处是托开的?

keke
2011-05-02 01:39:25 keke

to ls, 我猜想是不是柱子与梁的接点的刚度比较大,通过主子的数量取得足够的水平刚度,猜想一下。。。

远古超萌武士
2011-05-02 01:44:06 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to xiner:哪有啦,完全是imguo老师告诉我好多不懂的

远古超萌武士
2011-05-02 01:51:13 远古超萌武士 (@Mendrisio)

to Archiable & keke: 我猜的和keke一样,还有房子建在大混凝土板上,再下面有隔震也说不定。房子这么轻,像“把硬毛刷子倒放在桌子上”。

xiner
2011-05-02 02:11:05 xiner

@lalasamurai 你也没回答我问题啊- -

远古超萌武士
2011-05-02 03:17:01 远古超萌武士 (@Mendrisio)

@xiner: 说实话,空间上我到现在也没看出来什么特殊的端倪。Miller介绍方案时也不提Space。只讲Raum的品质。

我的理解:他关注的品质和明亮、材料关系大(氛围);与形态和光的位置关系小(西扎的空间)。M&M想把房子内部做的明亮点,所以窗子开的大点,内部天井多点,甚至把建筑削减至近乎框架。他觉得这样很极简,是瑞士盒子的精神。

如果真的要从通常的空间视角去看,天井之间的错动算是点变化。

其实我觉得好多人会觉得这个建筑很阴森,不喜欢。

mit13
2011-05-02 03:34:29 mit13 (24601)

KAIT工房抗横向力靠的是给柱子施加不同的预应力,不同地方张拉不同。。。又是一个费钱闷骚设计

一村
2011-05-02 09:58:31 一村

嗯。KAIT抗横向力靠的就是部分柱子的预应拉力。日本结构走弯距的一个很好的特直接的例子就是石上纯也设计的跨度达11米的钢板桌子了,结构师(不记得是不是佐藤淳了)设计的预受力的钢板和两个弯距为零的铰接节点,绝了!

魚山飯寬
2011-05-02 10:59:45 魚山飯寬 (如夜行山。)

石上的长桌是铰接的?

一村
2011-05-02 12:35:09 一村

最长的那张是铰接的,较短的那张不是。

远古超萌武士
2011-05-02 12:39:22 远古超萌武士 (@Mendrisio)

@一村 @imguo:我看那个桌子以为只有5-6米。11米!!!P~U~A~

要是有人把KAIT也写写就好了,这样对比起来看就超级好。

另外不知这种“预应力刚构件走弯矩”的例子有没有更多,可以联系起来读,以至于有可能总结成本文最后的“做法上原理性的东西”。

一村
2011-05-02 12:48:52 一村

我在东京买过一本关于几位日本新锐结构师的书,每人都有自己的一套结构理论,佐藤淳好像就是专门搞预变形的,可惜都是日文,Guo老师快上啊!

早
2011-05-02 20:34:32

真要去你们的学校看看才好……期待全部成果,呵呵

Iseven
2011-05-03 01:06:16 Iseven

@ lalasamurai:“ 像“把硬毛刷子倒放在桌子上””,我觉得可能不是这样的。只是放在那的话,拉压两种柱的区分就没有体现了。我觉得可以将那些较宽的扁柱想象为一组对角线布置的X形拉杆,X顶端和底端的张开距离就是扁柱的宽度。先装压杆,再把拉杆拉下是为了让这些拉杆张紧,从而在受到水平力的时候,变形得到控制。想起你做的一个小亭子草模,当时被所有人无视了好像。

远古超萌武士
2011-05-03 01:09:55 远古超萌武士 (@Mendrisio)

当时瞎猜的,后面一村和mit13公布答案了

Iseven
2011-05-03 01:11:55 Iseven

@一村:一村老师,没找到桌子更多的资料,根据您讲的做些猜想,如果是铰接点的话,那预应力岂不是要在桌面内部完成了,这3mm是由几层钢板压成的吗。日本人好可怕啊。

Iseven
2011-05-03 01:24:38 Iseven

 @ lalasamurai:嗯,那算我把两位的话翻译给自己听了。
你上面“采光井打断墙体”和“墙体在建筑中位置”两张图好像没对上。最后实际是不是平面的连续空间打断了墙体。或者说采光井打断了它南面隔着走廊的墙体。

远古超萌武士
2011-05-03 01:28:27 远古超萌武士 (@Mendrisio)

@lseven:你说的对。我改一下

远古超萌武士
2011-05-03 01:41:03 远古超萌武士 (@Mendrisio)

@lseven:改好了。这篇文章我都改了不下10次了,体力活,耐心活

Iseven
2011-05-03 01:59:40 Iseven

慢工出细活

一村
2011-05-04 21:20:30 一村

 @lalasamurai:今天去办公室找出之前说的那本结构书,翻拍了几页石上纯也的桌子结构概念图。更正一下,最长的那张桌子设计跨度为10米,实际完成作品为9.6米,结构师不是佐藤淳,是小西泰孝,不过两位都是1970年出生。小西泰孝曾在著名的佐佐木睦朗结构事务所工作,佐藤淳则是木村俊彦的学生。
  图见:http://www.douban.com/photos/album/48002565/

远古超萌武士
2011-05-05 04:57:45 远古超萌武士 (@Mendrisio)

多谢一村老师,桌子的事情终于弄清楚了

Deep White
2011-07-22 14:12:24 Deep White (见山只是山,见水只是水)

上月刚买了《Structure as space》还没到,准备下学期开始读,希望遇到不懂的地方向LZ请教...

建筑学转结构
2011-09-22 22:08:45 建筑学转结构

我本科学的是建筑学 研究生学的是结构工程 以后会对我的设计有帮助吗?

RainDragon
2011-09-22 23:29:51 RainDragon

@建筑学转结构:你可以做卡拉特拉瓦,不过中国和欧洲是不一样的哇~欧洲拿地底下就是铁板一块,不要考虑地震的。中国现在抗震问题很大的啊~本科研究生都是结构的敬上

LaVieon
2011-09-23 00:16:17 LaVieon (扯)

真的不简单

远古超萌武士
2011-09-23 02:22:29 远古超萌武士 (@Mendrisio)

@建筑学转结构:学术上讲,肯定有帮助啊!两方面都通。但风险在于你有无能力将结构和建筑的东西在一个方案里同时考虑。考虑出来,牛!考虑不出来,两个半瓶。

从业我不懂,但是直觉上觉得会比较难找,除非你自己开业。

不king
2011-09-24 21:15:21 不king

Deep White能告诉我你书是在哪个网站买的,我都找不到 谢啦

GL
2011-10-07 05:21:00 GL (Gulu)

其实大空间在下,小空间在上,倒也不一定是增加结构难度的,很可能是相反。
Leutschbach 的屋顶其实做得稍笨,只是在侧面几乎看不到突起,算是视觉上的小把戏
如果把小空间放在上面,其实可以把大空间上的所有部分,即划分小空间的墙和a楼板,视作一个整体,如此,则这部分可以整体算作一个类似巨型桁架的结构,同时亦即解决了下面大空间的大跨问题
这是 Schwartz 原话。暂时还没找到过类似的具体案例

GL
2011-10-07 05:41:37 GL (Gulu)

KAIT 的柱子,有些就是柱子,受压,另外一些”柱子“,其实是受拉,是索

远古超萌武士
2011-10-07 14:34:44 远古超萌武士 (@Mendrisio)

案例很多。比如密斯早期做过的展览中心。
包括Chur的办公楼,如果将把配筋拎出来,也能当桁架理解。

结构这东西,做“类比理解”确实重要。

土佐脱藩浪人
2011-10-07 23:55:16 土佐脱藩浪人

我前段时间才注意,板结构的在德国算是很普遍的,而我们国家完全见不到。那种施工技术是不懂的,但是这样看起来也不是太难。

RainDragon
2011-10-08 01:41:01 RainDragon

@土佐脱藩浪人
是抗震的原因吧,欧洲地底下铁板一块基本不考虑抗震设防。
做板基本都得搞预应力筋,预应力这东西抗震还不是太搞得清,地震来了要是预应力筋没撑住,结构整个就崩溃了。

土佐脱藩浪人
2011-10-08 17:16:34 土佐脱藩浪人

哦,回楼上,那样说也没错,是很重要的原因

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