浅析物理力学对建筑造型带来的影响

邢淑红 姜雨昕

（1 吉林水利电力职业学院，吉林 长春 130117；2 吉林建筑大学，吉林 长春 130118）

引言

建筑实体的外部造型特征对于建筑的影响是非常直接的。追求造型设计效果不仅是为了体现建筑设计的创新性，也是丰富建筑实体文化内涵的有效措施，不同的造型设计所遵循的专业设计原理有所差异，需要设计人员结合不同的造型设计去选择适当的造型进行应用。

一、建筑造型对建筑实体建设的重要意义

建筑造型是建筑实体外部形象的展现，对于建筑造型的设计在很大程度上传达了整个建筑实体的建筑特色和内涵，例如图书馆、歌剧院、体育馆等，在整体的建筑造型上就可以按照建筑实体的功能酌情进行造型设计。

（一）造型设计有利于提升建筑实体的美观性

不同的建筑实体在功能上和所处地理位置上都存在一定的差异，这些因素也是对造型设计效果产生影响的主要因素[1]。从造型的根本目标上来看，开展建筑实体的造型设计，意在提升建筑实体的整体造型设计美观性，并且依托造型设计更加充分地体现出不同建筑的风格和建筑意义。不同的造型不仅能够促使建筑实体在建筑群中体现出更加美观的外观特征，对于整个建筑项目的建设来说，这种美观性对建筑实体的质量和技术也提出了要求。

（二）造型设计有利于提升建筑实体的稳定性

建筑实体的稳定性是指通过合理的结构设计，基于建筑行业的专业特征以及结构学专业要求在保证建筑设计的外观达到一定程度要求的同时实现建筑实体实际应用中稳定性的保障。不同的造型设计可以通过对几何原理和物理力学的应用，通过将建筑的外部造型设计为更加具有结构稳定性的造型达到提升建筑实体稳定性的目的。对于宏观上的建筑设计工作而言，这种造型设计方式对于同步保障建筑实体的稳定性和造型美观性效果都有重要的作用[2]。

二、建筑造型与物理力学的关系分析

建筑造型与物理力学之间最为直接的关系是建筑造型的基础依据是立体形状的设计，而从建筑造型的专业角度上来说，不同的造型是通过对建筑实体内部基础元素进行调整来达到相应效果的，从基础的内部结构上来说，不同的结构设置方式就需要依托专业的物理力学知识。另外，基于物理力学设置的建筑实体结构也会进一步影响建筑实体的工程发挥效果，即通过研究和分析物理力学特征，针对不同的建筑实体应用功能区域，应用专业的物理力学知识开展设计。例如，一些对于稳固性要求较高的建筑实体区域，就需要依托物理力学的知识在其造型设计方面选择适当的外部造型形式和内部结构搭建方法，为取得更好地造型设计效果，并满足建筑实体的稳固性需求打好基础[3]。物理力学是建筑造型设计工作开展所必备的一项重要知识。从事造型设计的工作人员本身就需要具备一定的物理力学知识，两者之间从专业学科方面就存在交叉，部分理论知识也具有互通性，这也是建筑造型设计与物理力学原理进行联合应用的主要原因。

三、影响建筑造型呈现效果的因素分析

（一）功能性要求

从本质上来说，建筑造型的设计应当做到最大化地为建筑实体的功能发挥起到促进作用，优化建筑实体的应用功能是一个建筑项目应当追求的终极目标。在具体的建筑工程项目建设中建筑造型的设计和构建往往会由于不同侧重点的功能需求而在造型上需要进行调整。一些更加具有创意性的造型会遇到构建方面的困难。另外，由于建筑实体的整体造型会受到综合性因素的影响。在满足关键的建筑实体功能的基础上，部分区域的造型需求需要与其他区域的整体造型和建筑功能效果需求相协调，这就意味着一些区域的造型设计效果无法全方位得到呈现。

（二）技术性要求

美观性和功能性都得到保障的建筑设计效果对于建筑设计和施工人员的技术水平也会提出很高的要求。也就是说，若技术应用的方法不得当或者操作不到位，则相应的建筑造型也无法达到预期的建设效果，从物理力学的角度上来说，依托专业的物理学理论开展的造型设计更需要设计人员具备将物理力学的理论知识转变为实践的能力。

（三）艺术形象塑造要求

在现代的建筑造型设计工作中，不同类型的造型设计除了提升整体造型设计的美观性，也是为了通过不同造型的呈现达到依托建筑实体传达艺术特色和内涵的目的。物理力学的理论之所以要作为重点因素考虑，是因为不同的造型设计不仅要追求美观性，也需要确保合理性与安全性。只有具备安全和稳定保障的艺术性建筑外观设计，才能充分发挥其积极作用。

四、物理力学对建筑造型的影响

物理力学对于建筑造型的影响可分别从积极和消极两方面入手进行分析。两方面因素必须基于建筑实体的建设进行综合考虑，方可充分发挥两方面因素的优势，从而实现造型设计实际效果的优化与提升。

（一）积极影响

从积极的角度上来说，物理力学原理只要能够合理利用，对于建筑造型设计效果的优化具有非常积极的作用，例如，建筑实体的设计中一些具有文化内涵的造型设计实际上也是基于物理力学原理设计完成的，这一点在我国古建筑中有非常典型的表现。例如故宫的建筑设计就在屋顶的设计中运用了斗拱形造型，这种造型形式不仅能够有效保证建筑实体的稳定性，也通过独特的外部造型实现了对古建筑艺术特色和文化底蕴的表达与呈现。另外，利用简单的物理力学原理构建出来的简单的造型实体，也更加符合现代建筑设计追求简洁明快的效果要求。对于建筑造型设计而言，这种总体上更加简洁明快，且符合建筑实体造型设计要求的设计效果就是对物理力学原理的合理应用。

（二）负面影响

这一点主要是从物理力学对建筑造型设计的丰富性带来的阻力角度上来说的，建筑实体的建设虽然随着技术的发展和完善逐步向着倾向于追求造型美观性的方向发展，但从总体上来说，物理力学是建筑实体构建的基础，一些基于思想维度求创新的建筑设计方案往往会在实际操作中由于物理力学客观要求的影响或者由于与基本的物理力学原理相违背而无法进行落实。即使针对一些在建筑实体中并不承担主要承重作用或者关键性衔接作用的环节追求了建筑设计效果的创新，但由于物理力学因素的影响，建设完成后部分区域的建筑实体造型仍然存在在美观性和创新性上未能达到要求的现象[4]。例如一些建筑实体的设计中，梁柱结构的设计就存在美观性和实际应用效果的冲突，通常情况下，横向的梁柱结构能够更大程度地节省建筑实体的空间，并且在与整体建筑造型的协调度上也能够达到一定的效果，但从物理力学的角度上来讲，横梁的受力效果却并不能达到最佳状态，随着建筑实体运行年份的增长，一些梁柱结构就容易出现裂缝或稳定性不足的问题。

五、结束语

总的来讲，建筑造型与物理力学之间有密切的关系，不同类型的建筑造型设计所应用的物理力学原理有一定的差异，造型设计人员不仅要考虑物理力学原理在建筑造型设计中应用的合理性，同时也要从施工建设的具体技术水平和方法角度出发，考虑不同的造型设计需求是否能够通过建筑施工技术的应用得到实现。从而确保在满足物理力学基本原理要求的基础上达到更好地建筑造型设计效果。