摘要：营造大赛是华南理工大学建筑学院历年品牌活动，活动已经持续开展19年。此次营造大赛共有有华南理工大学﹑深圳大学﹑广州美术学院等院校的十支队伍进入了决赛。笔者十分荣幸在深圳大学建筑学院副院长彭小松老师﹑郭子仪老师的指导下并作为领队参加了决赛，大赛要求学生设计出兼稳定性和美观性的小型构筑物，并在对模型的操作中解决材料和结构的技术问题，建造足尺的构筑物。活动为学生提供了亲自设计搭建真实构筑物的机会，从对建造的模拟走向真实的建造，锻炼学生的实体搭建能力。
关键词：竹构﹑竹结构﹑搭建﹑建造记录
1 主题
本届营造大赛的主题为“光影竹穹”。对于主题的解读则是竹：与往年不同，本次大赛采用竹作为主要材料，希望通过本次大赛挖掘竹子的性能，发展竹构的可能性。穹顶：本次大赛限定作品造型以穹顶为主题，参赛选手可对穹顶进行变形重塑，但要保留穹顶的大致空间体验。光影：通过思考白天和夜晚，光影能够给竹构带来什么变化，从而塑造出丰富多变的竹构形态或表皮。 在动手能力上要求比较强，以1：1的尺度建造，并具有一定功能的实体设施，既可以锻炼大家的动手能力又可以进行还原和加深对真实搭建的体验。
2建造记录
10月1号到8号，参加搭建的队伍全身心投入，将纸上的概念转化为实体。竹子需通过热压加工以达到需要的曲率，从构筑物的底座、结构再到最后的紧张搭建，8天内需要实现的是一个从无到有的过程。从清晨到深夜，参赛团队的辛劳换来了一个个精彩的竹筑作品：
2.1设计构思
前期对穹顶的分析，利用穹顶的特性，参考案例——万神庙、关键字是穹顶与光，穹顶与敬畏，穹顶的空间限定并结合竹子的韧性、弹性、中空、界面的多样性。在实际建造中，竹子的韧性被较多地运用在建造过程中，还有竹子优良的力学性能也备受关注；但很少有人去关注竹子本身的形态特征——中空、多节、多样的截面，进而运用到实际的营造建构中去。在3*3*4的立方体重填满竹子，在立方体重减去一个穹顶，形成封闭内向的空间，不同的时段阳光穿过竹筒所形成的光影的变化是十分的丰富区别于前人做的“正面”的竹构空间设计，此次设计运用了竹子中空的特性与截面的多样性，通过切割弧度变化创造所设想的穹顶空间，颠覆了我们对竹子的传统认知，密排的竹子形成的立方体的竹子中，切除半椭球形的穹顶，而形成一种“负空间”，达到前所未有的空间体验；而竹筒的透光性与空间相得益彰，共同达到“光影竹穹”的主题。
2.2结构设计
我们将长短不同的空心竹筒按照穹顶的斜面变化规律整齐密排在构筑物的顶部，以实现顶部的采光效果；为了避免顶部承重构件对光照的遮挡，而且考虑到竹筒总重较大（约等同于同一面积的钢筋混凝土楼板的自重），我们选择了悬挂法，将竹筒们两两用铁丝挂在竹片搭接的顶部框架上。
由于竹片竖放的抗剪能力很强，在顶部框架搭建完成之后，即使是单足站立的人也不会将其踩断。纵向的结构受力体系中，顶部框架受到的力通过顶部的八根梁传递到下面的16根结构柱上，这16根结构柱的理论轴向抗压受力性能各超过500KG，所以即使是有一定的受力偏心效果影响，也足以支撑起屋顶2.5吨的自重。16根柱子再将力作用给由底部的圈梁、结构柱柱基和水泥砂浆浇筑在了一起的地基层，实现了整体结构的稳定性
2.3材料考虑
应用竹材设计现代竹构建筑於构造上有几个重点与特色需加以考量。
2.3.1从大自然汲取设计原则：利用竹子的管状结构、竹节围束特性与竹林聚集抗风特性思考建筑物的结构系统图。
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2.3.2竹材杆件设计的复杂性：竹构架的杆件关系复杂，欲达到某一目标可采用的设计方式很多，绝非仅有一种。在我们的模型中，采用了三种杆件组合方式，1：竹与竹垂直相交作为横纵梁与圈梁，采取金属长螺丝钢筋链接；2：竹与竹并排作为地板，采取绑接方式；3：竹与竹垂直并列作为柱子，采取金属长螺丝钢筋链接图。
2.3.3杆件设计的合理性与长度续接问题：单支竹子可用的长度有限，须藉由有效的杆件关系设计来续接以提供设计需求的长度。此外，构架与构件的美感、与整体稳定性的关係、因应各部位受力情形有效配置材料、接头设计的简化与可行性均为杆件设计是否合理的关键。
3整体评价
整个项目施工一共历时十天，总耗资一万余元，19名深圳大学建筑与城市规划学院的建筑学学生，我们一起完成了施工期间整个建筑的日常工作。竹片通过开榫口以及钢丝绑扎的方式连接在一起，在在地面形成框架，之后被抬起放置在脚手架上固定斜筒，网架层与圈梁的结合，使结构更加稳固，从而承受最终2.5吨的顶部重量，这项结构技术 能让不是很熟练的制作者以简单的工具轻易地掌握。采用的柱子是刚竹属，它有很适合的机械属性，能够承受很强的压力。并且竹节全部打通从而使顶部呈现天光通透，直达苍穹的直观感受。
最宽的两根柱之间的宽度跨距是2.70米，无论从结构上还是形式上，都很好传达了主结构的跨度邓丽，她甚至堪比钢铁，尽管技术相对简陋。主受力结构也成为了很好的装饰元素，使空间更加独特。在最后将顶部结构安装至构架顶部时，由于重量太大，出现了比较大的难题，经过一整夜的讨论与演习，由十个大汉与其余组员的共同努力下，将整个天花结构体系和以及部分已悬挂在天花上的竹筒——合计近一顿的重量，扛至3.7M的顶部位置。在完成构架落柱后，整个基础、柱、梁、天花网架结构基本成型。所有均采用原竹的结构体系，自然材料为主的围护体系，并实验了不同方式的连接节点，最终每一个细节呈现出丰富性和差异性。通过螺栓连接、捆绑、悬挂、铺设等连接方式将直径为8-10厘米的竹材装配起来。日出日落，日光从不同的角度入射室内，经过竹筒的几次折射反射，将日光表现成“万丈光芒”，好似佛光普照。由于太阳的入射角不同，四季会形成不同的光影景观。
2017年10月15日迎来了专家评审，《方圆之间》以独特的设计和精美的空间效果吸引了广泛关注和好评，并于最后的决选获得三等奖。在此之前，大部分队员从未接触过竹构以及专业的营造课程。但一路走来，女生们从使不好锤子到电锯钉枪样样精通，男生们挥洒着汗水不断挑战自己的耐力极限。这一程，我们舍弃了国庆中秋假期，我们在收工后的深夜里回住所继续讨论施工方案，我们日夜兼程，每天都是体力和脑力的大风暴。建成后的竹屋放置在华南理工大学27号楼中庭，由华工建筑学院学生会负责后续的维护，因此，竹屋中的易损耗的部分，预留了备用竹材和螺栓等物资，但由于活动场地与教学活动的顺利开展，此构筑物保存一年后将被拆除。
心得
在此次搭建的过程中，同学们创造了自己的构筑物的实体，从设计草图到采购原料，再到加工和组装这一整套过程是一个建筑专业的学生走向真正的建筑设计应体验并良好完成的一个必要步骤，不过更加令人欣慰的是，笔者所在的队伍不仅使用建模软件来模拟出来400根竹筒每一根的详细数据及最后的角度，还制作了1：10的模型进行多次推敲，这样的建造思维和普通建筑设计的思维是不太一样的，并在大赛结束后进一步地思考如何将此类营造小构筑的方式及收获如何运用到日后的建筑设计中。
成员名单
总设计师：戴佳佳
领队：李泰
A组：黄梓言 郑松光 杨本强 刘可言
B组：吴林豪 徐家豪 王润雨 张红莲
C组：田玉豪 杜梦晨 黄小芮 李婧瑶
D组：胡金桂 傅涵葳 史心悦 杨柳青
机动与工具管理：李泰 彭荆
指导老师：郭子怡 彭小松
论文作者:李泰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/17
标签：穹顶论文; 结构论文; 竹子论文; 竹筒论文; 构筑物论文; 光影论文; 大赛论文; 《基层建设》2018年第23期论文;