【摘要】阐述了施工技术在结构性建筑中的表现特征，探讨了结构和施工的关系，并结合案例从施工工艺与结构形态、结构构件、建造细节与品质、数字化的建造等方面分析了施工技术对结构性建筑的具体影响。
【关键词】建筑形态；结构性建筑；施工技术；表现特征；数字化建造
随着我国经济的高速发展，个性化建筑层出不穷，结构在形态上变得前所未有的复杂。如赫尔佐格和德梅隆设计的北京奥运主体育场，纵横交错的门式钢桁架围绕碗状坐席区旋转而成一个“鸟巢”型，其中结构不仅仅是作为承力的骨架，而是将结构进行艺术化加工，利用结构形态自身的表现力来塑造个性张扬的建筑形象。一方面，结构由技术上升为艺术，对施工技术的品质和建造细节有较高的要求；另一方面，结构性建筑的技术一般较为复杂，在这一类建筑中，施工难度相当大，施工方案对结构形态的成形有重要影响。所以，施工技术不仅要满足将建筑构思转变为现实的本质要求，而且也要成为结构形态创新的重要手段。
然而，由于受到工艺技术、设计观念、虚拟建造等因素的制约，现阶段我国在结构性建筑中所采用的施工设计尚缺乏前期介入、全面考虑的理念，方案实施可行性差，建筑细部处理不够精致，这些都影响到建筑的艺术表现力。因此，应该学习国内外结构性建筑的建造经验，探讨施工技术在结构性建筑中的表现特征，为建造出体现结构逻辑关系、高品质的、造型个性化的建筑提供借鉴。
1 施工工艺与结构形态的结合
建筑本身的性质决定了结构技术、施工方法和建筑艺术之间的关系是密切联系的。不同的施工方法导致截然不同的建筑形象，新的施工方法带来新的造型表现力和形式上的自由度。所以，在建筑技术和建筑风格急剧变化的今天，建筑师应该熟悉和了解一定的施工相关技术，努力把结构表现与结构施工综合起来考虑，这有助于建筑师们进一步开拓建筑造型、完善空间形态，并使建筑方案更易于实现。世界有很多著名的工程实例证明，若在建筑方案设计阶段没有周密地考虑到结构在施工时可能遇到的问题，很容易造成设计与施工的脱节，真正实施时就需要很大的改动，最终导致无法充分地去实现建筑师的构思。
攀达穹顶结构工法是由国际薄壳与空间结构学会主席日本川口卫教授发明的，它的核心方法是：先将网壳去掉部分杆件，再将一个稳定结构在施工前期阶段暂时变成一个可以运动的机构，这样就可以将网壳在地面折叠起来，在地面附近完成大部分结构、设备安装和内外装修等工作，然后提升到预定高度就位，补缺未安装的构件，只留极少量工作到高空完成，机构又变成稳定的结构，形成一个完整的穹顶。
因为攀达穹顶可以弯折下来，在接近地面的高度进行施工，不仅可以非常安全和经济地制作和拼装穹顶的结构骨架，而且屋顶的装修作法、吊顶以及机械设备管道等均能得到高效率的安装，可以很好地解决曲率较大、矢高较大的网壳的高空作业难题。
2 结构构件韵律的表达
有人认为，预制装配等工业化施工方式会束缚建筑师的创新能力，造成建筑面貌刻板单调。意大利身兼艺术天赋和工程师的教育背景于一身、且拥有自己的施工技术专利和施工企业的建筑师皮埃尔?奈尔维给出了相反的观点，奈尔维认为把预制结构部件作为设计元素加以通盘考虑，施工技术同建筑艺术之间可以做到完美地结合。他利用钢筋混凝土的可塑性与整体性，改进了钢筋混凝土结构设计和施工方法，创造了许多新型的钢筋混凝土结构形式和钢丝网水泥技术，革新了预制构件和装配化方法，运用结构构件有规律的重复出现，使建筑产生强烈的形式美感。时至今日，罗马小体育宫的穹顶仍然是施工技术使结构造型获得和谐的韵律感与节奏感的经典案例。
虽然借助于计算机辅助设计和制造，可以实现量身订做各种异型构件，但以目前我国的国情来讲，“鸟巢”、央视大楼等这些标新立异、令人炫目的建筑毕竟只能是很少的一部分。
从长远来看，建筑业采用工业化的生产方式仍然是它发展的方向之一，很多建筑制品已采用集中、大批量、标准化生产，如果能发掘结构构件中蕴含力学规律的美学因素，找出韵律感与个性化的碰撞点，再结合施工技术的可行性，就可以创造出既经济又符合时代需要的新颖建筑。
3 数字化的建造
在当代新的美学观念与数字化技术等因素的驱动下，建筑设计领域积极地迎合数字技术的发展，将数字化的设计媒介引入建筑设计过程，建筑师激发出对个性化自由塑形的强烈追求，传统结构体系中的梁、柱、墙等元素等被分解，通过折叠、扭转、倾斜等方式，各个元素形成富于整体而连续的结构表皮，这使得建筑的表皮也更加呈现复杂性或非线性形态。但是这些设计图形由于缺少精确的数字化施工技术与之协调，使它们大部分停留在概念设计阶段，只有一小部分进入实际具体的建造。
台湾新竹交通大学建筑研究所刘育东研究室在 2003 年~ 2005 年在深圳的台湾大连电子深圳总部项目中，逐步实践出一个可执行的数字化设计与施工过程，即专业施工单位使用大型的激光切割机、快速真空成形机、计算机数值控制等数码设备，生产所有自由形体空间的表皮与骨架等建筑单元，在工程基地现场外运用激光定位仪先行预组装以便调整或重新生产上述数码单元建构不够精确的建筑单元，再在工程基地现场中运用激光定位仪进行组装以及必要的最后校正。
国内真正的数字化施工的实例是上海正大广场，其中钢结构施工方案及其优化桅杆起重机和钢构件内力及焊接变形分析是应用的核心部分，该项目的开发研制为数字化施工提供了重要的经验和尝试。
在数字化的施工建造中，由数码科技按指定规格高精确度地将怪异曲面的构件切削成型，可以为特定的需要进行有效地生产，实现“单件生产批量化”的方式，施工现场中放样并按编号将其准确地定位，从而提升建设过程的效率和水平，以保证实现各种标新立异的结构性建筑设计理念。
4 结语
我国目前对施工技术的认识还局限在把施工技术仅仅当作完成某种设计风格的手段，在建造具有强烈表现性的结构性建筑中，缺乏对现有建筑技术自身艺术造型潜能的挖掘，缺乏在技术上对复杂结构提出合理可行建议的主动性，缺乏在运用高新技术的同时完成高品质细节的建造，从而完成对设计理念的诠释等工作。综上所述，我们应当从技术与艺术联系日益紧密的大背景来重新认识建筑技术与建筑艺术的关系，设计师应该掌握一定的施工技术，努力把结构表现与施工建造综合起来考虑，建造者也应该充分挖掘施工技术的潜力，适当引用先进的数字化技术，积极构思最佳施工方案，力求实现设计理念、结构构思与施工建造的最佳组合。
参考文献
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