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摘要：高层建筑的造型艺术与设计手法一直是建筑师与工程师关注的热点问题。本文重点从平面造型、形体造型、视觉空间造型方面解析如何实现高层建筑的形体造型设计与结构设计的结合，将结构设计的思维融入高层建筑造型艺术的创作。
关键词：高层建筑；建筑设计；结构造型
中图分类号：TU97文献标识码： A
引言
在建筑设计中，建筑造型和结构体系是既相互对立相互矛盾又相互统一相互融合的两个方面，美的形式总是由合理的结构来支撑，而正确的结构往往又具有美的形式。二者之间的这种关系就使得建筑有了丰富多彩的表现，而正确处理这种关系又成为建筑设计中永恒的课题。在所有的建筑形式中，由于高层建筑的复杂性与综合性，而且它同时和许多学科密切相关，常常与各种设计要求发生矛盾或冲突，所以本文以高层建筑为例详细阐述在建筑设计中结构与造型相辅相成的关系。
高层建筑的平面形式设计与结构设计
通常建筑师在通过对场地与周边环境、建筑用途与功能的划分以及建筑的形象初步构思等设计要素做出分析后，会就高层建筑平面的形状、组合变化做出相应的初步构思，此刻也应该结合高层建筑对建筑平面形式的结构概念要求，选择和调整最经济合理的平面形式、平面结构的布置形式创造出功能与美观一致的高层建筑平面形式。
1高层建筑平面空间形式设计与结构逻辑
高层建筑平面设计是从具有整体性的建筑三度空间的房屋水平的方面出发，用平面构成的方式表达其建筑外形与内部空间划分及组合关系，研究二度空间内外功能、技术与造型要素的构成、形与空间相互关系、视觉特性、形的特征与变化以及二次元构成与建筑三度空间及形体塑造的构思具体过程。高层建筑是多种要素构成的复杂形体，复杂的形体总是由简单的要素交合而成，而高层建筑平面形式是建筑形体生成的基础，建筑形体通过不同标高的平面在竖向上的叠加而构建出基本的轮廓。
高层建筑在结构概念设计的制约之下，应该遵从基本的结构制约因素。然而也正是建筑师在结构构思的“经济、效能、雅致”的原则指导下，善于利用结构的形式特征和充分发挥结构的力学性能，才创作出符合功能、美学与技术要求的高层建筑平面形式。
2结构设计对高层平面形式的约束与自由度
虽然结构因素在一定程度上制约建筑平面形式的任意创作，但是这些因素也同样可以成为建筑师创作既符合艺术审美原则又在结构上完全可行并安全、经济、新颖、别致的高层建筑造型的有利工具。
2.1严格控制建筑的高宽比
高层建筑在水平荷载作用下，结构产生相对位移，高层建筑要具有足够的抗侧移刚度才可以减少水平位移，而当建筑的高宽比控制在一定的范围内时，建筑才会产生适宜的刚度。因此高宽比对高层建筑平面形式的制约是：平面宽度过小的高层建筑是不适宜的，而平面的形式在三度空间上的叠加直接影响到高层建筑的形体轮廓。
2.2高层建筑平面形状力求规则和简单
从结构设计的角度来选择高层建筑的平面形状时，通常认为简单的结构其受力性能比较明确，有利于结构工程师设计时容易分析結构在地震作用下的反应和内力分布规律，且结构细部的构造也好处理。从高层建筑抗震设计的要求出发，塔式高层建筑宜采用方形、矩形、圆形、Y形、△形等建筑平面。而从风力对建筑的影响来说，建筑平面宜采用风荷载形体系数较小的形状，如圆形、椭圆形、正方形、修正三角形、正多边形等形式（图1.1）。
2.3高层建筑平面结构布置尽量对称
如果高层建筑的平、立面刚度和质量的分布不对称，地震时往往产生扭转破坏，为此在设计上做到对称是十分必要的。对于平面形式比较复杂地高层建筑，也可以通过调整抗侧力结构位置，达到质量中心尽可能接近刚度中心的目的。在结构布置时，除了要求对称外，还最好能有较大的抗侧刚度，在满足建筑功能的条件下，把抗侧力构件从中心位置和分散位置，改为沿建筑周边或四个角上布置，就能大大提高结构的抗扭能力。贝聿铭设计的火奴鲁太平洋大厦以及深圳中国银行大厦（图1.2）就是采用的这种抗侧力结构布置方式。
3高层建筑平面图形的生成与 结构语言表达
建筑形式与功能互动是实现建筑构思的法则和规律，同时建筑构思也要遵循一定的结构逻辑才能得以顺利实现。通常我们在高层建筑的平面设计中常采用抽象形态中的几何抽象形态和有机抽象形态。
3.1几何抽象形态的平面图形的生成与结构语言的表达
几何形在视觉上具有理性的明快感，能够为人们提供更大限度的经济性、舒适度和技术进步的有利条件，适当的选用其形状又能促进建筑造型美学的表现力。
1）正方形和长方形。正方形平面各方向刚度接近，抗风性能好，此种平面形式的形体塑造多为塔式、墩式高层建筑体形；而长方形平面内部空间严谨有序，空间使用率高，功能适应性强，结构合理，便于施工。
2）圆形。由圆形和曲线形平面构建的高层建筑形体具有强烈的标志性和吸引力，圆形平面及其圆柱体的受力性能比其他平面形式好，所受风力比类似矩形或方形平面约少30%左右。
3）三角形。在高层建筑设计中，通常由于功能的使用与抗风的要求，三角形平面的角部会被加以修正成三短边的折面小山墙或者圆弧状，可以将核心筒结合交通空间设置在三个角部，增加结构的稳定性和刚度。
4）原形组合的规则平面图形。将若干圆形、矩形或三角形等圆形或变异形体进行拼接时，便形成了具有两种或两种以上几何原形特征的外观轮廓线。轮廓复杂的高层建筑平面形式更应该严格按照结构的技术原则，合理的布置平面结构，保证结构的平面刚度、结构的均匀对称以及建筑平面形式的抗风、抗震要求。
3.2有机抽象形态的平面图形的生成与结构的语言表达
有机抽象形态的平面图形多是从有机体（如动植物）或无机物（如河滩的卵石）等形态抽象而来，平面的外轮廓线可以是直线也可以是曲线。虽然建筑的平面轮廓是带有有机自由的曲线特征，建筑师会配合结构工程师布置支撑结构以保证高层建筑结构的稳定性和刚度，尤其是随着新的结构技术、新的工艺、新的材料的出现与应用，高层建筑的平面形式的表达将更加自由和灵活（图1.3）。
4小结
综上我们可以引申出以下几点基本见解：①针对结构技术与高层建筑造型艺术之间的关系，我们不仅要具有微观的和具象的思维能力，而且还必须善于从宏观的和抽象的角度去考虑两者之间的关系；②在结构构思和高层建筑造型艺术的创造中，要使结构科学美的内容尽可能具有高层建筑艺术美的形式，同时，又使高层建筑艺术美的形式尽可能具有结构科学美的内容，这是达到结构技术与建筑艺术相互统一的基本途径；③高层建筑结构技术的演变与发展，必然带来高层建筑艺术形象的“变异”。因此，在运用结构技术与结构概念设计思维来创造高层建筑造型时，既要讲遵循一定结构原则与艺术法则，又要勇于创新。④从总体来看，现代高层建筑结构技术的发展，在为有效地解决高层建筑功能与建筑经济问题奠定了坚实基础的同时，也为现代高层建筑造型艺术的创造，提供了更大的灵活性和自由度。只有有效地掌握了结构技术，才能对高层建筑艺术有一番真功夫的创造，而也只有本质地认识了高层建筑艺术，才能对结构技术有一手高超的运用。
参考文献：
[1] 雷春浓编著，高层建筑设计手册[M]，北京:中国建筑工业出版社，2002，8
[2] 雷春浓编著，现代高层建筑设计[M]，北京:中国建筑工业出版社，1997.6
[3] 刘建荣主编，高层建筑设计与技术[M]，北京:中国建筑工业出版社，2005
[4] 张卫，外国建筑图典[M]，长沙：湖南美术出版社，1999
[5] 彭一刚著，建筑空间组合论[M]，北京:中国建筑工业出版社，1998.10
[6] 布正伟，结构构思论——现代建筑创作结构运用的思路与技巧[M]，机械工业出版社，2006， 1
[7] 朱迪思·杜勃蕾(Judith Dupre)著，戴维平译.菲利普·约翰逊谈高层建筑[[J].世界建筑.1997(2):34-35.
[8] 孙澄，梅洪元.当代高层建筑综合体的形式创作探索[J].哈尔滨建筑大学学报，2002(2):104-108
[9] 王述琦.城市空问体系中的高层建筑[J].天津建设科技，2002(3):26-28.
[10] 许政.当代世界高层建筑设计趋势浅见[J].南方建筑，2000(2): 87-89.
[11] 薛剑锋，林建华.高层建筑设计中建筑师与结构师的协作[J] .重庆建筑大学学报(社会科学版)，2000(3): 61-64.
关键词：高层建筑；建筑设计；结构造型
中图分类号：TU97文献标识码： A
引言
在建筑设计中，建筑造型和结构体系是既相互对立相互矛盾又相互统一相互融合的两个方面，美的形式总是由合理的结构来支撑，而正确的结构往往又具有美的形式。二者之间的这种关系就使得建筑有了丰富多彩的表现，而正确处理这种关系又成为建筑设计中永恒的课题。在所有的建筑形式中，由于高层建筑的复杂性与综合性，而且它同时和许多学科密切相关，常常与各种设计要求发生矛盾或冲突，所以本文以高层建筑为例详细阐述在建筑设计中结构与造型相辅相成的关系。
高层建筑的平面形式设计与结构设计
通常建筑师在通过对场地与周边环境、建筑用途与功能的划分以及建筑的形象初步构思等设计要素做出分析后，会就高层建筑平面的形状、组合变化做出相应的初步构思，此刻也应该结合高层建筑对建筑平面形式的结构概念要求，选择和调整最经济合理的平面形式、平面结构的布置形式创造出功能与美观一致的高层建筑平面形式。
1高层建筑平面空间形式设计与结构逻辑
高层建筑平面设计是从具有整体性的建筑三度空间的房屋水平的方面出发，用平面构成的方式表达其建筑外形与内部空间划分及组合关系，研究二度空间内外功能、技术与造型要素的构成、形与空间相互关系、视觉特性、形的特征与变化以及二次元构成与建筑三度空间及形体塑造的构思具体过程。高层建筑是多种要素构成的复杂形体，复杂的形体总是由简单的要素交合而成，而高层建筑平面形式是建筑形体生成的基础，建筑形体通过不同标高的平面在竖向上的叠加而构建出基本的轮廓。
高层建筑在结构概念设计的制约之下，应该遵从基本的结构制约因素。然而也正是建筑师在结构构思的“经济、效能、雅致”的原则指导下，善于利用结构的形式特征和充分发挥结构的力学性能，才创作出符合功能、美学与技术要求的高层建筑平面形式。
2结构设计对高层平面形式的约束与自由度
虽然结构因素在一定程度上制约建筑平面形式的任意创作，但是这些因素也同样可以成为建筑师创作既符合艺术审美原则又在结构上完全可行并安全、经济、新颖、别致的高层建筑造型的有利工具。
2.1严格控制建筑的高宽比
高层建筑在水平荷载作用下，结构产生相对位移，高层建筑要具有足够的抗侧移刚度才可以减少水平位移，而当建筑的高宽比控制在一定的范围内时，建筑才会产生适宜的刚度。因此高宽比对高层建筑平面形式的制约是：平面宽度过小的高层建筑是不适宜的，而平面的形式在三度空间上的叠加直接影响到高层建筑的形体轮廓。
2.2高层建筑平面形状力求规则和简单
从结构设计的角度来选择高层建筑的平面形状时，通常认为简单的结构其受力性能比较明确，有利于结构工程师设计时容易分析結构在地震作用下的反应和内力分布规律，且结构细部的构造也好处理。从高层建筑抗震设计的要求出发，塔式高层建筑宜采用方形、矩形、圆形、Y形、△形等建筑平面。而从风力对建筑的影响来说，建筑平面宜采用风荷载形体系数较小的形状，如圆形、椭圆形、正方形、修正三角形、正多边形等形式（图1.1）。
2.3高层建筑平面结构布置尽量对称
如果高层建筑的平、立面刚度和质量的分布不对称，地震时往往产生扭转破坏，为此在设计上做到对称是十分必要的。对于平面形式比较复杂地高层建筑，也可以通过调整抗侧力结构位置，达到质量中心尽可能接近刚度中心的目的。在结构布置时，除了要求对称外，还最好能有较大的抗侧刚度，在满足建筑功能的条件下，把抗侧力构件从中心位置和分散位置，改为沿建筑周边或四个角上布置，就能大大提高结构的抗扭能力。贝聿铭设计的火奴鲁太平洋大厦以及深圳中国银行大厦（图1.2）就是采用的这种抗侧力结构布置方式。
3高层建筑平面图形的生成与 结构语言表达
建筑形式与功能互动是实现建筑构思的法则和规律，同时建筑构思也要遵循一定的结构逻辑才能得以顺利实现。通常我们在高层建筑的平面设计中常采用抽象形态中的几何抽象形态和有机抽象形态。
3.1几何抽象形态的平面图形的生成与结构语言的表达
几何形在视觉上具有理性的明快感，能够为人们提供更大限度的经济性、舒适度和技术进步的有利条件，适当的选用其形状又能促进建筑造型美学的表现力。
1）正方形和长方形。正方形平面各方向刚度接近，抗风性能好，此种平面形式的形体塑造多为塔式、墩式高层建筑体形；而长方形平面内部空间严谨有序，空间使用率高，功能适应性强，结构合理，便于施工。
2）圆形。由圆形和曲线形平面构建的高层建筑形体具有强烈的标志性和吸引力，圆形平面及其圆柱体的受力性能比其他平面形式好，所受风力比类似矩形或方形平面约少30%左右。
3）三角形。在高层建筑设计中，通常由于功能的使用与抗风的要求，三角形平面的角部会被加以修正成三短边的折面小山墙或者圆弧状，可以将核心筒结合交通空间设置在三个角部，增加结构的稳定性和刚度。
4）原形组合的规则平面图形。将若干圆形、矩形或三角形等圆形或变异形体进行拼接时，便形成了具有两种或两种以上几何原形特征的外观轮廓线。轮廓复杂的高层建筑平面形式更应该严格按照结构的技术原则，合理的布置平面结构，保证结构的平面刚度、结构的均匀对称以及建筑平面形式的抗风、抗震要求。
3.2有机抽象形态的平面图形的生成与结构的语言表达
有机抽象形态的平面图形多是从有机体（如动植物）或无机物（如河滩的卵石）等形态抽象而来，平面的外轮廓线可以是直线也可以是曲线。虽然建筑的平面轮廓是带有有机自由的曲线特征，建筑师会配合结构工程师布置支撑结构以保证高层建筑结构的稳定性和刚度，尤其是随着新的结构技术、新的工艺、新的材料的出现与应用，高层建筑的平面形式的表达将更加自由和灵活（图1.3）。
4小结
综上我们可以引申出以下几点基本见解：①针对结构技术与高层建筑造型艺术之间的关系，我们不仅要具有微观的和具象的思维能力，而且还必须善于从宏观的和抽象的角度去考虑两者之间的关系；②在结构构思和高层建筑造型艺术的创造中，要使结构科学美的内容尽可能具有高层建筑艺术美的形式，同时，又使高层建筑艺术美的形式尽可能具有结构科学美的内容，这是达到结构技术与建筑艺术相互统一的基本途径；③高层建筑结构技术的演变与发展，必然带来高层建筑艺术形象的“变异”。因此，在运用结构技术与结构概念设计思维来创造高层建筑造型时，既要讲遵循一定结构原则与艺术法则，又要勇于创新。④从总体来看，现代高层建筑结构技术的发展，在为有效地解决高层建筑功能与建筑经济问题奠定了坚实基础的同时，也为现代高层建筑造型艺术的创造，提供了更大的灵活性和自由度。只有有效地掌握了结构技术，才能对高层建筑艺术有一番真功夫的创造，而也只有本质地认识了高层建筑艺术，才能对结构技术有一手高超的运用。
参考文献：
[1] 雷春浓编著，高层建筑设计手册[M]，北京:中国建筑工业出版社，2002，8
[2] 雷春浓编著，现代高层建筑设计[M]，北京:中国建筑工业出版社，1997.6
[3] 刘建荣主编，高层建筑设计与技术[M]，北京:中国建筑工业出版社，2005
[4] 张卫，外国建筑图典[M]，长沙：湖南美术出版社，1999
[5] 彭一刚著，建筑空间组合论[M]，北京:中国建筑工业出版社，1998.10
[6] 布正伟，结构构思论——现代建筑创作结构运用的思路与技巧[M]，机械工业出版社，2006， 1
[7] 朱迪思·杜勃蕾(Judith Dupre)著，戴维平译.菲利普·约翰逊谈高层建筑[[J].世界建筑.1997(2):34-35.
[8] 孙澄，梅洪元.当代高层建筑综合体的形式创作探索[J].哈尔滨建筑大学学报，2002(2):104-108
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[10] 许政.当代世界高层建筑设计趋势浅见[J].南方建筑，2000(2): 87-89.
[11] 薛剑锋，林建华.高层建筑设计中建筑师与结构师的协作[J] .重庆建筑大学学报(社会科学版)，2000(3): 61-64.