劉 豪, 郭春華

安陽(yáng)師范學(xué)院建筑工程學(xué)院（455002）

作為一位建筑師必須從全局出發(fā)去處理建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到的各種復(fù)雜問(wèn)題。因?yàn)?，試圖將相互有關(guān)的空間分體系形式組成總體系進(jìn)而形成一個(gè)建筑環(huán)境,建筑師需要有一個(gè)分階段的設(shè)計(jì)過(guò)程，其至少要分三個(gè)“反饋”階段考慮：方案階段，初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。

這樣的分階段設(shè)計(jì)是必需的,它可使設(shè)計(jì)者避免很多細(xì)節(jié)上的困難，而這些細(xì)節(jié)往往會(huì)干擾設(shè)計(jì)者的基本思路。實(shí)際上,一個(gè)成功的建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該具備一種從細(xì)節(jié)中分析出其本質(zhì)的能力。

概念構(gòu)思階段的任務(wù)是提出和斟酌全局場(chǎng)地規(guī)劃,活動(dòng)相互作用及房屋形式方案。為實(shí)現(xiàn)這些計(jì)劃，建筑師必須合理規(guī)劃場(chǎng)地各部分的基本用途，組織好空間布局，并應(yīng)用象征手法確定其具體形式。這就要求建筑師應(yīng)首先按照基本功能和空間關(guān)系對(duì)一項(xiàng)建筑設(shè)計(jì)構(gòu)思并模擬出一個(gè)抽象的建筑物,然后再對(duì)這一抽象的總體空間進(jìn)行深入探究。

在方案階段,如果設(shè)計(jì)者能夠準(zhǔn)確地預(yù)見(jiàn)所作方案的結(jié)構(gòu)整體性，并考慮到施工階段的可行性及經(jīng)濟(jì)性，那將是非常有幫助的。這就要求建筑師能夠從分體系之間的關(guān)系去構(gòu)思總體結(jié)構(gòu)方案。這樣易于反饋從而改進(jìn)空間形式方案。

在初步設(shè)計(jì)階段,建筑師的重點(diǎn)工作應(yīng)是細(xì)化可能成為最終方案的設(shè)計(jì),在這一階段應(yīng)該完成對(duì)結(jié)構(gòu)布局的進(jìn)一步規(guī)劃，重點(diǎn)論證和設(shè)計(jì)主要分體系的幾何尺寸、構(gòu)件和相互關(guān)系。這樣就可以依據(jù)全局設(shè)計(jì)方案，確定并解決各分體系的相互影響以及設(shè)計(jì)難題。但各細(xì)部的考慮還應(yīng)留有選擇余地。當(dāng)然，這些初步設(shè)計(jì)階段所作的決定仍可以反饋使方案進(jìn)一步改善，或甚至可能有重大變化。

當(dāng)設(shè)計(jì)者對(duì)初始階段設(shè)計(jì)方案的可行性滿意時(shí),就意味著全部設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題已經(jīng)解決,不會(huì)再因細(xì)節(jié)問(wèn)題而發(fā)生大的變化。這時(shí)工作重點(diǎn)將再次轉(zhuǎn)移，進(jìn)入細(xì)部設(shè)計(jì)。在這一階段將重點(diǎn)完善各分體系的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。此時(shí)包括結(jié)構(gòu)工程在內(nèi)的各個(gè)領(lǐng)域的專家的作用將十分突出,因?yàn)樗惺┕さ募?xì)節(jié)都必須設(shè)計(jì)出來(lái)。如果第一階段和第二階段的設(shè)計(jì)做的深入,那么在最初兩個(gè)階段所得到的總體結(jié)論和最后階段的細(xì)節(jié)的重新設(shè)計(jì)不再是問(wèn)題。當(dāng)然，整個(gè)實(shí)施過(guò)程應(yīng)該是逐步發(fā)展的過(guò)程，從創(chuàng)造和細(xì)化（改進(jìn)）總體設(shè)計(jì)概念直到做出精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和細(xì)部構(gòu)造。

綜上所述：在第一階段，建筑師必須首先用概念的方式來(lái)確定基本方案的全部空間形式的可行性。在第一階段，專業(yè)人員的合作是非常重要的，但僅限于形成總的構(gòu)思方面。在第二階段,建筑師應(yīng)該能夠用圖形來(lái)確定各分體系的需求,并且通過(guò)估計(jì)關(guān)鍵構(gòu)件的性能來(lái)證明其相互作用的可行性。也就是說(shuō)，主要分體系的性能只須做到一定深度，需要驗(yàn)證他們的基本形式和相互關(guān)系是否協(xié)調(diào)一致。這需要與工程師進(jìn)行更加詳細(xì)與明確的合作。在第三階段，建筑師和專業(yè)人員必須繼續(xù)合作完成所有構(gòu)件的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié),并制定良好的施工文件。

當(dāng)然，這些設(shè)計(jì)的成功來(lái)源于建筑材料的發(fā)展與革新。

早期的建筑材料主要是木材和砌塊,如磚塊、石材或瓦片及其它類似的材料。磚和磚之間是由砂漿或者焦油狀的瀝青或其它粘合物粘結(jié)在一起。希臘人和羅馬人有時(shí)利用鐵棒或夾鉗來(lái)加固他們的建筑。例如,雅典的帕臺(tái)農(nóng)神廟的柱子,就是由在水中也能變得如石材般堅(jiān)硬的火山灰建成的。

鋼材和水泥─現(xiàn)代最重要的兩種建筑材料,在19世紀(jì)得到了推廣。在1856年貝塞麥煉鋼法出現(xiàn)之后，鋼材就以較低的價(jià)格大量供應(yīng)。鋼材最大的優(yōu)點(diǎn)就是它的抗拉強(qiáng)度非常高，這也就是說(shuō),當(dāng)它在我們已知的能拉斷許多材料的一定拉力作用下，鋼材不會(huì)喪失它的強(qiáng)度。其他金屬元素加入后煉成的新型合金鋼材，大大提高了抗拉強(qiáng)度，并消除了原有的一些缺點(diǎn)。

現(xiàn)代的水泥(也叫波特蘭水泥)，發(fā)明于1824年。它是一種由石灰石和粘土加熱后碾成粉末的混合物。它是在施工現(xiàn)場(chǎng)與砂子、骨料(小石塊、碎石、礫石)及水，拌制成混凝土。各成分含量的不同，拌制出的混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量也不同?；炷翍?yīng)用十分廣泛,它可以澆筑、泵送甚至噴射成所需的形狀。鋼材有很高的抗拉強(qiáng)度而混凝土具有很高的抗壓強(qiáng)度，因此，這兩種材料相互彌補(bǔ)了各自的不足。

鋼筋和混凝土也在以另一種方式互補(bǔ)，就是它們幾乎有著相同的收縮率和膨脹率。因此它們可以在拉力與壓力同時(shí)存在的條件下共同工作?；炷林屑尤脘摻?，可以制成鋼筋混凝土梁或其它鋼筋混凝土構(gòu)件以抵抗出現(xiàn)的拉力?；炷梁弯摻钪g形成一種使它們粘結(jié)在一起的粘結(jié)力，這個(gè)力使鋼筋在混凝土中不會(huì)產(chǎn)生滑移。酸會(huì)腐蝕鋼筋，而混凝土?xí)a(chǎn)生與酸相反的堿性化學(xué)反應(yīng)。

結(jié)構(gòu)鋼和混凝土的使用是傳統(tǒng)的施工方式產(chǎn)生的主要變化。它使人們?cè)诮ㄔ於鄬咏ㄖr(shí)，不必再使用以石材或磚砌筑的厚墻了，這些變化都有利于降低施工的費(fèi)用，而且這使建造更高更大的結(jié)構(gòu)變成可能。

現(xiàn)代建筑物的重量由鋼或混凝土框架來(lái)承受,墻體已經(jīng)變成能夠抵擋風(fēng)雨并進(jìn)行采光的幕墻了。在早期的鋼或混凝土框架建筑中，幕墻一般由砌塊建成，這些砌塊有著和承重墻一樣堅(jiān)實(shí)的外觀。但是現(xiàn)在，幕墻一般由諸如玻璃、鋁、塑料或各種混合材料等輕質(zhì)材料建成。

在鋼材建造中的另一種優(yōu)點(diǎn)是梁之間的連接方法。多年來(lái),傳統(tǒng)的連接方法是鉚接?，F(xiàn)在,鉚接大多已經(jīng)被焊接取代。

預(yù)應(yīng)力混凝土是鋼筋混凝土的一種改良方式。將鋼筋彎成各種形狀，使鋼筋具有一定的拉應(yīng)力。然后它們被用于預(yù)應(yīng)力混凝土，這種施工方法有兩種。一種方法是在混凝土中預(yù)留與鋼筋形狀相同的孔道，當(dāng)鋼筋穿過(guò)孔道后，通過(guò)向孔道灌注砂漿或粘結(jié)劑使鋼筋和混凝土粘結(jié)在一起。另一種更常用的方法是將鋼筋置于與成品構(gòu)件外形相符的模板底部，然后在鋼筋周圍澆筑混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼量和用混凝土量都比較少。由于它的這個(gè)顯著的經(jīng)濟(jì)性，預(yù)應(yīng)力混凝土是一種非常理想的材料。

預(yù)應(yīng)力混凝土使建造特殊形狀的建筑物成為可能，如一些具有不受任何支撐物阻擋視線的大空間的現(xiàn)代體育競(jìng)技場(chǎng)。這種相對(duì)較新的結(jié)構(gòu)的應(yīng)用正在處于不斷發(fā)展之中。

在現(xiàn)在的建筑裝飾中也大量地運(yùn)用到石材、織物等材料。石材這種質(zhì)地堅(jiān)硬、耐壓耐久、不腐不燃、易于維護(hù)的天然材料，其外形色彩豐富，肌理粗獷結(jié)實(shí)，紋理造型自由多變，裝飾性強(qiáng)。不足之處是易碎，不保溫，難于加工和修復(fù)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上用的最多的是花崗石和大理石;織物這種以纖維為主要原料，用手工或機(jī)械所編織而成的布料，是用于包墊家具的面層包裹和墻上裝飾的材料，在現(xiàn)在建筑裝飾中也普遍運(yùn)用。