建筑设计和结构设计的协调统一

1．什么是设计合纵设计设计是把一种计划、规划、设想通过视觉的形式传达出来的活动过程。人类通过劳动改造世界，创造文明，创造物质财富和精神财富，而最基础、最主要的创造活动是造物。设计便是造物活动进行预先的计划，可以把任何造物活动的计划技术和计划过程理解为设计。意指设计家有目标有计划的进行艺术性的创作活动。设计大部份为商业性质、少部份为艺术性质。根据工业设计师VictorPapanek的定义，设计（design）是为构建有意义的秩序而付出的有意识的直觉上的努力。更详细的定义如下：第一步：理解用户的期望、需要、动机，并理解业务、技术和行业上的需求和限制；第二步：将这些所知道的东西转化为对产品的规划（或者产品本身），使得产品的形式、内容和行为变得有用、能用，令人向往，并且在经济和技术上可行。（这是设计的意义和基本要求所在）最简单的关于设计的定义、就是一种“有目地的创作行为”。随着现代科技的发展、知识社会的到来、创新形态的嬗变，设计也正由专业设计师的工作向更广泛的用户参与演变，以用户为中心的、用户参与的创新设计日益受到关注，用户参与的创新2.0模式正在逐步显现。用户需求、用户参与、以用户为中心被认为是新条件下设计创新的重要特征，用户成为创新2.0的关键词，用户体验也被认为是知识社会环境下创新2.0模式的核心。设计不再是专业设计师的专利，以用户参与、以用户为中心也成为了设计的关键词，FabLab、LivingLab等的创新设计模式的探索正在成为设计的创新2.0模式。2．建筑设计建筑设计（ArchitecturalDesign）是建筑学的核心，主要指建筑物在建造之前，设计者按照建设任务，把施工过程和使用过程中所存在的或可能发生的问题，事先作好通盘的设想，拟定好解决这些问题的办法、方案，用图纸和文件表达出来。作为备料、施工组织工作和各工种在制作、建造工作中互相配合协作的共同依据。便于整个工程得以在预定的投资限额范围内，按照周密考虑的预定方案，统一步调，顺利进行。并使建成的建筑物充分满足使用者和社会所期望的各种要求。建筑师在进行建筑设计时面临的矛盾有：内容和形式之间的矛盾；需要和可能之间的矛盾；投资者、使用者、施工制作、城市规划等方面和设计之间，以及它们彼此之间由于对建筑物考虑角度不同而产生的矛盾；建筑物单体和群体之间、内部和外部之间的矛盾各个技术工种之间在技术要求上的矛盾；建筑的适用、经济、坚固、美观这几个基本要素本身之间的矛盾；建筑物内部各种不同使用功能之间的矛盾；建筑物局部和整体、这一局部和那一局部之间的矛盾等这些矛盾构成非常错综复杂的局面。而且每个工程中各种矛盾的构成又各有其特殊性。所以说，建筑设计工作的核心，就是要寻找解决上述各种矛盾的最佳方案。通过长期的实践，建筑设计者创造、积累了一整套科学的方法和手段，可以用图纸、建筑模型或其他手段将设计意图确切地表达出来，才能充分暴露隐藏的矛盾，从而发观问题，同有关专业技术人员交换意见，使矛盾得到解决。此外，为了寻求量佳的设计方案，还需要提出多种方案进行比较。方案比较，是建筑设计中常用的方法。从整体到每一个细节，对待每一个问题，设计者一般都要设想好几个解决方案，进行一连串的反复推敲和比较。即或问题得到初步解决，也还要不断设想有无更好的解决方式，使设计方案臻于完善。总之。建筑设计是一种需要有预见性的工作，要预见到拟建建筑物存在的和可能发生的各种问题。这种预见，往往是随着设计过程的进展而逐步清晰、逐步深化的。为了使建筑设计顺利进行，少走弯路，少出差错，取得良好的成果，在众多矛盾和问题中，先考虑什么，后考虑什么，大体上要有个程序。根据长期实践得出的经验，设计工作的着重点、常是从宏观到微观，从整体到局部、从大处到细节、从功能体型到具体构造、步步深入的。为此，设计工作的全过程分为几个工作阶段：搜集资料、初步方案、初步设计、技术设计施工图和详图等，循序进行，这就是基本的设计程序。它因工程的难易而有增减。设计者在动手设计之前，首先要了解并掌握各种有关的外部条件和客观情况：自然条件，包括地形、气候、地质、自然环境等；城市规划对建筑物的要求，包括用地范围的建筑红线、建筑物高度和密度的控制等，城市的人为环境，包括交通、供水、排水、供电、供燃气、通信等各种条件和情况；使用者对拟建建筑物的要求，特别是对建筑物所应具备的各项使用内容的要求；对工程经济估算依据和所能提供的资金、材料施工技术和装备等；以及可能影响工程的其他客观因素，这个阶段，通常称为搜集资料阶段。在搜集资料阶段，设计者也常协助建设者做一些应由咨询单位做的工作，诸如确定计划任务书，进行一些可行性研究，提出地形测量和工程勘察的要求，以及落实某些建设条件等。3．结构设计建筑构造学是研究建筑物的构成、各组成部分的组合原理和构造方法的学科。主要任务是根据建筑物的使用功能、技术经济和艺术造型要求提供合理的构造方案，作为建筑设计的依据。中国先秦典籍《考工记》对当时营造宫室的屋顶、墙、基础和门宙的构造已有记述。唐代的《大唐六典》，宋代的《木经》和《营造法式》，明代成书的《鲁班经》和清代的清工部《工程做法》等，都有关于建筑构造方面的内容。公元前一世纪罗马维特鲁威所著《建筑十书》，文艺复兴时期的《建筑四论》和《五种柱式规范》等著作均有对当时建筑结构体系和构造的记述。在19世纪，由于科学技术的进步，建筑材料、建筑结构、建筑施工和建筑物理等学科的成长，建筑构造学科也得到充实和发展。在进行建筑设计时，不但要解决空间的划分和组合，外观造型等问题，而且还必须考虑建筑构造上的可行性。为此，就要研究能否满足建筑物各组成部分的使用功能；在构造设计中综合考虑结构选型、材料的选用、施工的方法、构配件的制造工艺，以及技术经济、艺术处理等问题。建筑结构是构成建筑物并为使用功能提供空间环境的支承体，承担着建筑物的重力、风力撞击、振动等作用下所产生的各种荷载；同时又是影响建筑构造、建筑经济和建筑整体造型的基本因素。为此就要研究建筑物的结构体系和构造形式的选择；影响建筑刚度、强度、稳定性和耐久性的因素；结构与各组成部分的构造关系等。建筑结构体系的类型，基本可分为：木结构建筑、砖混结构建筑和骨架结构建筑，装配式建筑和工具式模板建筑，筒体结构建筑、悬挂结构建筑薄膜建筑和大跨度结构建筑等。对于建筑物来说，屋顶、墙和楼板层等都是构成建筑使用空间的主要组成部件，它们既是建筑物的承重构件，又都是建筑物的围护构件。它们的功能是用来抵御和防止风、雨、雪、冻、地下水、太阳辐射、气温变化、噪声以及内部空间相互干扰等影响，为提供良好的空间环境创造条件。按照建筑功能需要而设置的构件和设施，包括楼梯、台阶、阳台、雨篷、栏杆、隔断、门、宙、天宙、火墙、火炕和房屋管道配件等。建筑配件除满足使用功能要求外，均有艺术造型方面的要求，在习惯上把中国古代属于小木作范围的如门、宙、栏杆、隔断、固定家具以及顶棚、地面、墙面等构件归入建筑装修。单纯为了满足视觉要求而进行艺术加工的则归入建筑装饰。建筑装修和装饰同建筑的艺术表现和使用功能有密切关系。为此，就要研究构配件的功能、造型、尺度、质感、色彩以及照度等有关问题。为了防止建筑物在使用过程中受到各种人为因素和自然因素的影响或破坏，必须研究下述问题，并采取安全措施，如建筑防火、建筑防震建筑防爆、建筑防尘、建筑防腐蚀、建筑辐射防护、建筑屏蔽、地下，室防水、外墙板接缝防水以及变形缝等。建筑构造是为建筑设计提供可靠的技术保证。现代化的建筑工程如果没有技术依据，所作的，设计只能是纸上的方案，没有实用价值可言。建筑构造作为建筑技术，自始至终贯穿于建筑设计的全过程，即方案设计、初步设计、技术设计和施工详图设计等每个步骤。在方案设计和初步设计阶段，首先应根据该工程的，社会、经济、文化传统、技术条件等环境来选择合宜的，结构体系，使所设计的建筑空间和外部造型具有可行性和现实性；在技术设计阶段还要进一步落实设计方案的，具体技术问题，并对结构和给水排水、供暖、供电、空调设备等工程项目进行统一规划，协调各工程项目之间的交又矛盾。施工详图设计阶段是技术设计的深化，处理局部与整体之间的关系，并为工程的实施提供制作和安装的具体技术条件。随着建筑业的发展，多层建筑、高层建筑、大跨度建筑以及各种特殊建筑都在构造上不断提出新的研究项目。例如建筑工业化的发展，对构配件提出既要标准化，又要高度灵活性的要求；为节约能源而出现的太阳能建筑、生土建筑、地下建筑等，提出太阳能利用和深层防水、导光、通风等技术和构造上的问题；核电站建筑提出有关防止核扩散和核污染的建筑技术和构造的问题；为了在室内创造自然环境而出现的“四季厅”有遮盖的运动场，提出大面积顶部覆盖的技术和构造的有关问题等，都有待于深入研究。4．建筑设计和结构设计的关系建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。二者相互协调也相互制约，是伙伴还是冤家，就在于能否和谐工作。在建筑设计中，少数建筑师总是把结构放在从属地位，并要求结构必须服从建筑，一切以建筑队为先导，这一观念分割了科学的完整性，忽略了基本的力学规律，片面地追求建筑与技术与建筑艺术的结合和最大满足使用功能的要求，这样往往给某些建筑工程质量带来了质量隐患和不安全因素。任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此，在做建筑设计的过程中，建筑师应具备有一定的结构方面基础，能与结构设计适当结合，相互调协，使二者相统一，才能创作出真正优秀的建筑设计作品。然而，许多建筑设计师，强调创作的美观、新颖、标新立异，强调创作的最大自由度，然而这样的建筑设计将会给结构设计带来很大的困难，作为建筑物本身必须承受起巨大的自重荷载和活载、水平风力、地震力、扭矩力等。如果建筑设计人员在进行平面设计和竖向设计构思时，不依据基本的结构技术原理和有关结构的受力特征，不征询结构设计师的意见，往往会使结构工程师不能有效地选择合理的结构体系，进行结构设计导致结构的不稳定等问题。比如将建筑物截面设计成为三角形，其抗弯矩力和抗侧能力比圆形截面、矩形、多边形截面要小得多。再者，有一些建筑师缺乏对结构力学方面的基本常识，在设计过程中，往往忽视力学的基本规律。如：在需抗震设防的地区，高层电梯设置在大楼的某一侧，没有和整个建筑物的刚度中心重合。由于电梯筒的刚度很大，这样则使得刚度中心与荷载中心不能尽可能接近，即造成结构偏正，这样就会产生扭转，产生破坏。若电梯井筒置于楼板的刚度和整体性，而且楼板的平移和转动将受到约束，而后楼板竖向刚度较弱，将会产生竖向弯形，并产生裂缝或局部破坏。结构设计需要务实，建筑设计需要创新。但是两者又是缺一不可的，任何一个项目设计都必须要协调好结构设计和建筑设计，只有协调好双方的关系，一个建筑工程设计才能完成，所以说建筑设计和结构设计是协调统一的。