淺談結構設計在“鋼構展廳”設計中發揮的重要作用

牟永花

（煙臺飛龍集團有限公司，山東 煙臺264000）

鋼構展廳，聽名字就知道該建筑不僅僅需要有光鮮亮麗，吸引參觀者眼球的外表，更要有豐富、扎實和名副其實的內涵。鋼結構的展廳主要展示一個鋼結構公司領先的技術，強大的車間制造能力和高超的技工技術水平。是一個公司總的技術亮點和經驗的集成。通過參觀展廳可以讓人形象的知道該公司的實力，也可借此看出一個公司獨特的管理模式和豐富的施工經驗。同時將公司30 多年的文化理念穿插其中，力求給參觀者留下深刻的印象。

在公司的“鋼構展廳”設計中，我主要擔任展示內容的確定和結構設計兩方面的工作。然后配合建筑師將展廳以現代建筑表現手法，呈現在參觀者眼前。

下面我主要從以下幾個方面闡述結構設計在該項目設計中發揮的重要作用。

（1）在展廳色彩搭配上，“鋼構展廳”的建筑師設計理念是運用飛龍紅、貴族黃賦予鋼鐵本身灰色以靈性。為了將建筑師的色彩搭配理念用結構的形式加以鋼構展示內容表現出來。我將展廳入口的主要承重構件：箱型柱、箱型梁以及入口處裝飾用的鋼鐵山，采用構件拋丸除銹后刷清漆的方式展示出來。展廳入口的公司LOGO圖案則采用刷氟碳漆來體現，龍身采用飛龍紅，龍珠采用貴族黃。這些顏色也正好與公司LOGO的色彩一致，這些色彩的選擇也是飛龍公司文化的延續。

這些構件在滿足結構安全的前提下，也把下面幾方面的公司制造能力和技術水平展示出來了。

a.鋼鐵山和公司LOGO圖案展示了公司的等離子切割技術。這些構件均采用計算機建模，等離子切割機加工、制作而成。

b. 承重構件用的箱型柱和箱型梁則展示了我公司重鋼生產線上制造出的構件。我公司是煙臺地區眾多鋼結構加工廠中唯一擁有重鋼生產線的公司。屬于展廳重點展示的內容，所以選擇展廳入口位置，加上建筑師的建筑表現手法，力求一進展廳就可以吸引參觀者的注意力。

c.這些構件采用清漆涂刷，可以讓參觀的內行人透過清漆，一眼可以看出焊縫質量和拋丸除銹后的金屬光澤。通過這些構件，也可以將公司技術嚴謹的管理模式和團隊合作的凝聚力展示出來。箱型柱、梁的制作工藝包括氣割下料、矯正、打坡口、組立、焊接、拋丸除銹、涂裝等多道工序，每道工序的質量保證，加起來最終才能出品刷清漆的好構件。

以上工作都需要結構設計師根據構件加工工藝和展示內容統一考慮：

a.機械設備的加工能力與結構計算相一致；

b.鋼鐵山的厚度選擇，什么樣的厚度才能做出建筑師要求的藝術效果；

c. 怎樣保證公司LOGO圖案的尺寸和規格滿足建筑師的空間比例要求；

d.結合公司的技術力量和建筑師商量展品構件的尺度選擇；

（2）因“鋼構展廳”用地有限，建筑師提出運用虛實對比的手法，在豐富展廳外立面的同時，擴展參觀空間。讓參觀者一進展廳，即可感受到空間深遠，解決展廳用地狹窄的問題。為實現建筑師的這一理念，我將入口處的裝飾欄桿在滿足安全使用要求的前提下，盡量使用規格小的圓管。而入口處的箱型梁和箱型柱在滿足安全的情況下，盡量使用尺寸大的構件。莊嚴的、鋼鐵灰色的柱和梁與白色的、輕巧的欄桿產生虛實對比的空間。

（3）管桁架結構的應用，為展廳內部展示增添光彩。管桁架結構因自重輕，用料經濟，整個結構由桿件規律排列成格子式結構，外形美觀。現代的建筑師都想賦予建筑物動感及生命力，要求建筑結構肌理清晰，輕盈纖薄，讓力與美順勢呈現，因此空間桁架結構在建筑中被建筑師越來越廣泛的使用。

管桁架構件的制作是由計算機建模，采用專用數控相貫線切割機加工，切口精準，工業化程度高。

鑒于以上原因，我與建筑師商量，在有LED 屏的展室一，增加管桁架結構，由我根據建筑師的美觀需要，設計整體空間桁架來展示公司的桁架制造能力并增加展室一的可觀賞點。

在結構模型建立時，我結合展室三面墻體要展示的內容，將有LED屏的墻面空間桁架做的比對面高，做出與人往遠處觀看屏幕視覺放大的一致效果，獲得了建筑師的稱贊。參觀者中的內行人可以看到管桁架經過相貫切線加工的桿件平滑的切口和精湛的相貫連接技術以及工人師傅們的高超的焊接技術。一個桁架在展室的設計不僅僅滿足了參觀者的空間欣賞需求，更多的是把好的技術向大家展示，引領建筑發展方向。

建立結構計算模型時，網格形式的選擇，尺度的定位都是需要結構師仔細推敲的。這種結構外露，以結構為建筑的展品更需要結構師的全面考慮和精心設計。

（4）螺栓球連接的網架結構成為第二展室一道亮麗的風景。空間網架結構具有整體性好，空間剛度大、結構輕巧、穩定，材料強度可利用充分、抗震性能好，建設速度快，工業化程度高、造型美觀大方等諸多優點，其應用范圍廣泛。并且我公司施工的網架代表工程眾多，所以一定要想辦法展示一下，因為展廳空間有限，不能像第一展室管桁架那樣做一個小版的空間管桁架，最后經過與建筑師多次溝通，決定在第二展室內做一個螺栓球網架的裝飾品，選用現有市場上最小的螺栓球和配套的桿件、錐頭。用裝飾品的形式把最常用的四角錐的網架形式和螺栓球網架連接節點展示出來。

（5）樓梯欄桿的設計給參觀者耳目一新的感覺。因為是展廳，需要結構師根據展廳整體效果，選擇欄桿形式和桿件的規格以及連接方式。樓梯欄桿還得跟樓梯梯梁以及踏步的做法相協調。經過對比已有工程鋼樓梯的選擇和實地考察各種鋼樓梯與周圍環境的相適宜情況，最后做出如下圖式樣的鋼樓梯欄桿，取得很好的藝術效果。

（6）在展廳的構件連接中，我將“裝配式”的結構設計理念應用其中：

a.入口處裝飾欄桿與箱型梁頂的連接，考慮到現場裝配，不焊接，采用以下裝配節點：車間加工時，在箱型梁頂焊接一個比裝飾欄桿大點的連接圓管，連接圓管在車間使用數控三維鉆床留好螺栓孔，到現場裝配時，把裝飾欄桿插入連接圓管中，擰緊連接螺栓，保證了節點的可靠性和裝配式施工的要求。實踐證明結構師在結構設計中要多思維多方向的考慮問題，才能配合好建筑師，做出最好的選擇。

b.樓梯欄桿與樓梯斜板梁采用螺栓連接的形式，傳統欄桿的做法是把欄桿焊接到樓梯斜板上，而裝配式結構設計要求螺栓連接。連接欄桿的螺栓結構計算時不僅要滿足規范要求欄桿頂部的水平推力，還要滿足螺栓孔距的構造要求，以及在踏步高度的范圍內，至少做兩個裝配螺栓的要求。經多個角度驗證計算，這種做法是可以的。但是與傳統做法不一致，只能抱著在展廳上做實驗的想法嘗試。做完后經過試驗，可以滿足結構計算的要求。這個節點設計突破了傳統做法，滿足了空間裝飾效果需求。

總結，在“鋼構展廳”的設計項目中，我始終擔任著相聲表演中的“捧哏”角色，與建筑師緊密配合，選擇恰當的結構形式表現出建筑師的空間設計理念，在占地150 平米有限的空間內，建成一棟有真正內涵的高、大、上的鋼構展廳。在這一作品中不僅體現了我的“結構為建筑，結構就是建筑”的結構設計理念，還把近幾年來流行于建筑行業的“裝配式”的設計理念應用其中。

“鋼構展廳”最后獲得2019 年中國國際空間設計大賽（煙臺賽區）銀獎，正是因為在整個工程設計中，結構師和建筑師能夠緊密結合，凝聚一起，互通有無，共同努力，才成功的。建筑師能把自己的設計理念明確的告訴結構師，并讓結構師理解其所以然。結構師才能根據建筑師的想法，理清結構設計思路，尋找合適的結構構件型式和節點設計，配合建筑師做好每個細節的優化設計。

近幾年來，隨著人民物質生活的富裕，大家從建筑的安全、經濟、適用，慢慢將重心移到建筑的適用，美觀上來。在這樣的大眾需求下，結構設計在項目中起到的積極作用越發突出。

總之，在一個特殊建筑項目設計中，建筑師與結構師需要緊密配合，一直貫穿于整個設計過程，建筑師和結構師相互依托，彼此成就，沒有結構師在結構方面的精心設計和積極建議也一樣成就不了一棟完美的建筑。所以說結構設計在“鋼構展廳”設計中起到了重要作用。