淺析物理力學對建筑造型帶來的影響

邢淑紅 姜雨昕

（1 吉林水利電力職業(yè)學院，吉林 長春 130117；2 吉林建筑大學，吉林 長春 130118）

引言

建筑實體的外部造型特征對于建筑的影響是非常直接的。追求造型設計效果不僅是為了體現(xiàn)建筑設計的創(chuàng)新性，也是豐富建筑實體文化內涵的有效措施，不同的造型設計所遵循的專業(yè)設計原理有所差異，需要設計人員結合不同的造型設計去選擇適當?shù)脑煨瓦M行應用。

一、建筑造型對建筑實體建設的重要意義

建筑造型是建筑實體外部形象的展現(xiàn)，對于建筑造型的設計在很大程度上傳達了整個建筑實體的建筑特色和內涵，例如圖書館、歌劇院、體育館等，在整體的建筑造型上就可以按照建筑實體的功能酌情進行造型設計。

（一）造型設計有利于提升建筑實體的美觀性

不同的建筑實體在功能上和所處地理位置上都存在一定的差異，這些因素也是對造型設計效果產生影響的主要因素[1]。從造型的根本目標上來看，開展建筑實體的造型設計，意在提升建筑實體的整體造型設計美觀性，并且依托造型設計更加充分地體現(xiàn)出不同建筑的風格和建筑意義。不同的造型不僅能夠促使建筑實體在建筑群中體現(xiàn)出更加美觀的外觀特征，對于整個建筑項目的建設來說，這種美觀性對建筑實體的質量和技術也提出了要求。

（二）造型設計有利于提升建筑實體的穩(wěn)定性

建筑實體的穩(wěn)定性是指通過合理的結構設計，基于建筑行業(yè)的專業(yè)特征以及結構學專業(yè)要求在保證建筑設計的外觀達到一定程度要求的同時實現(xiàn)建筑實體實際應用中穩(wěn)定性的保障。不同的造型設計可以通過對幾何原理和物理力學的應用，通過將建筑的外部造型設計為更加具有結構穩(wěn)定性的造型達到提升建筑實體穩(wěn)定性的目的。對于宏觀上的建筑設計工作而言，這種造型設計方式對于同步保障建筑實體的穩(wěn)定性和造型美觀性效果都有重要的作用[2]。

二、建筑造型與物理力學的關系分析

建筑造型與物理力學之間最為直接的關系是建筑造型的基礎依據(jù)是立體形狀的設計，而從建筑造型的專業(yè)角度上來說，不同的造型是通過對建筑實體內部基礎元素進行調整來達到相應效果的，從基礎的內部結構上來說，不同的結構設置方式就需要依托專業(yè)的物理力學知識。另外，基于物理力學設置的建筑實體結構也會進一步影響建筑實體的工程發(fā)揮效果，即通過研究和分析物理力學特征，針對不同的建筑實體應用功能區(qū)域，應用專業(yè)的物理力學知識開展設計。例如，一些對于穩(wěn)固性要求較高的建筑實體區(qū)域，就需要依托物理力學的知識在其造型設計方面選擇適當?shù)耐獠吭煨托问胶蛢炔拷Y構搭建方法，為取得更好地造型設計效果，并滿足建筑實體的穩(wěn)固性需求打好基礎[3]。物理力學是建筑造型設計工作開展所必備的一項重要知識。從事造型設計的工作人員本身就需要具備一定的物理力學知識，兩者之間從專業(yè)學科方面就存在交叉，部分理論知識也具有互通性，這也是建筑造型設計與物理力學原理進行聯(lián)合應用的主要原因。

三、影響建筑造型呈現(xiàn)效果的因素分析

（一）功能性要求

從本質上來說，建筑造型的設計應當做到最大化地為建筑實體的功能發(fā)揮起到促進作用，優(yōu)化建筑實體的應用功能是一個建筑項目應當追求的終極目標。在具體的建筑工程項目建設中建筑造型的設計和構建往往會由于不同側重點的功能需求而在造型上需要進行調整。一些更加具有創(chuàng)意性的造型會遇到構建方面的困難。另外，由于建筑實體的整體造型會受到綜合性因素的影響。在滿足關鍵的建筑實體功能的基礎上，部分區(qū)域的造型需求需要與其他區(qū)域的整體造型和建筑功能效果需求相協(xié)調，這就意味著一些區(qū)域的造型設計效果無法全方位得到呈現(xiàn)。

（二）技術性要求

美觀性和功能性都得到保障的建筑設計效果對于建筑設計和施工人員的技術水平也會提出很高的要求。也就是說，若技術應用的方法不得當或者操作不到位，則相應的建筑造型也無法達到預期的建設效果，從物理力學的角度上來說，依托專業(yè)的物理學理論開展的造型設計更需要設計人員具備將物理力學的理論知識轉變?yōu)閷嵺`的能力。

（三）藝術形象塑造要求

在現(xiàn)代的建筑造型設計工作中，不同類型的造型設計除了提升整體造型設計的美觀性，也是為了通過不同造型的呈現(xiàn)達到依托建筑實體傳達藝術特色和內涵的目的。物理力學的理論之所以要作為重點因素考慮，是因為不同的造型設計不僅要追求美觀性，也需要確保合理性與安全性。只有具備安全和穩(wěn)定保障的藝術性建筑外觀設計，才能充分發(fā)揮其積極作用。

四、物理力學對建筑造型的影響

物理力學對于建筑造型的影響可分別從積極和消極兩方面入手進行分析。兩方面因素必須基于建筑實體的建設進行綜合考慮，方可充分發(fā)揮兩方面因素的優(yōu)勢，從而實現(xiàn)造型設計實際效果的優(yōu)化與提升。

（一）積極影響

從積極的角度上來說，物理力學原理只要能夠合理利用，對于建筑造型設計效果的優(yōu)化具有非常積極的作用，例如，建筑實體的設計中一些具有文化內涵的造型設計實際上也是基于物理力學原理設計完成的，這一點在我國古建筑中有非常典型的表現(xiàn)。例如故宮的建筑設計就在屋頂?shù)脑O計中運用了斗拱形造型，這種造型形式不僅能夠有效保證建筑實體的穩(wěn)定性，也通過獨特的外部造型實現(xiàn)了對古建筑藝術特色和文化底蘊的表達與呈現(xiàn)。另外，利用簡單的物理力學原理構建出來的簡單的造型實體，也更加符合現(xiàn)代建筑設計追求簡潔明快的效果要求。對于建筑造型設計而言，這種總體上更加簡潔明快，且符合建筑實體造型設計要求的設計效果就是對物理力學原理的合理應用。

（二）負面影響

這一點主要是從物理力學對建筑造型設計的豐富性帶來的阻力角度上來說的，建筑實體的建設雖然隨著技術的發(fā)展和完善逐步向著傾向于追求造型美觀性的方向發(fā)展，但從總體上來說，物理力學是建筑實體構建的基礎，一些基于思想維度求創(chuàng)新的建筑設計方案往往會在實際操作中由于物理力學客觀要求的影響或者由于與基本的物理力學原理相違背而無法進行落實。即使針對一些在建筑實體中并不承擔主要承重作用或者關鍵性銜接作用的環(huán)節(jié)追求了建筑設計效果的創(chuàng)新，但由于物理力學因素的影響，建設完成后部分區(qū)域的建筑實體造型仍然存在在美觀性和創(chuàng)新性上未能達到要求的現(xiàn)象[4]。例如一些建筑實體的設計中，梁柱結構的設計就存在美觀性和實際應用效果的沖突，通常情況下，橫向的梁柱結構能夠更大程度地節(jié)省建筑實體的空間，并且在與整體建筑造型的協(xié)調度上也能夠達到一定的效果，但從物理力學的角度上來講，橫梁的受力效果卻并不能達到最佳狀態(tài)，隨著建筑實體運行年份的增長，一些梁柱結構就容易出現(xiàn)裂縫或穩(wěn)定性不足的問題。

五、結束語

總的來講，建筑造型與物理力學之間有密切的關系，不同類型的建筑造型設計所應用的物理力學原理有一定的差異，造型設計人員不僅要考慮物理力學原理在建筑造型設計中應用的合理性，同時也要從施工建設的具體技術水平和方法角度出發(fā)，考慮不同的造型設計需求是否能夠通過建筑施工技術的應用得到實現(xiàn)。從而確保在滿足物理力學基本原理要求的基礎上達到更好地建筑造型設計效果。