本次优秀作品分享
我们邀请到天津
大学建筑系的
张文硕、张官根、韩雨聪
分享他们的毕设作品
以AMEBA技术为基础的建筑设计
作者按：
在建筑设计领域中，对于美感的追求与基于结构性能考虑的实用主义之间常存在一场永无止境的较量。
面对这一挑战，我们探索了拓扑优化软件Ameba在设计上的使用，该软件能够在有限的材料体积下找到结构性能最优的形体设计。通过反复地执行拓扑优化和主观地深化设计，设计师能够得到兼具美观性及合理性的结果，以达到平衡主客观需求的设计。
本次设计基于前期利用Ameba进行的座椅设计，通过美术馆设计探索Ameba辅助建筑设计的可能性。
在设计过程中，首先利用Ameba软件对不同结构类型进行优化，然后通过场地调研问题提出
“商业+美术馆”
模式，选择最符合场地特点的结构拓扑优化结果，并确定悬吊结构作为结构体系并进行结构深化，最后进行空间的细化设计。
场地调研
场地位于天津市滨江道商业区，
以零售、餐饮和娱乐为主。
这种集中式商业片区和多样的业态使得此处商业活力高涨，人流密度较大。在交通路网方面，场地东侧的滨江道为步行道，不允许车辆通行。而南、西、北三侧为人车混行，其中北侧车流量较大，但街道尺度相对较窄。最终考虑北侧和东侧为主要人流来向
（如图1）
。
在空间界面尺度方面，场地位于山东路的北侧，街道空间有较强围合感，多为狭长形空间，行走时有较强的逼仄感。在周围环境方面，场地处于城市高密度地块，无法为游客提供游憩的室外空间，步行体验的舒适度较低
（如图2）
。
在后续设计时，适当地弱化街道空间的纵向延伸感，
考虑通过场地内的景观设计以及城市公共空间设计，营造更加舒适的城市尺度。
结构选型
在进行建筑形式的初步探讨时，我们分别从三个方面出发，进行了结构优化的尝试。
一是以整体体量结构探讨。
我们通过设计悬挑结构，作为整个建筑的受力核心，对其进行优化，楼板通过吊挂的方式完成连接，并将悬挂楼板的力预施加在结构上。
二是以功能划分原则探讨。
我们则遵循传统的建筑设计原则，先根据场地信息对建筑进行体量讨论与功能划分，根据划分得到的体量进行拓扑优化。
三是对辅助空间及结构体量进行优化。
我们同时考虑结构和功能，通过空间减法，减去建筑主要功能中需要的空间后，对剩余形体进行优化。
根据上面三种分类，我们进行了大量拓扑优化的初步尝试，选取了24种典型形态进行横向比选。基于以上的形态，我们通过
结构稳定性、形态美观程度
以及
对场地问题的回应
三个维度进行评估，选出了对建筑的整体体量进行拓扑优化的方向进行推进。
综合场地调研问题和初步的结构拓扑优化尝试结果，我们提出了本次设计的概念。选用美术馆和商业结合的构想，
通过L型的巨型悬挑结构作为建筑的主要支撑，对其进行结构拓扑优化，
实现高效材料的保留，获得难以人为刻画的仿生形结构主体，同时符合美学要求和结构性能。
在美术馆的展览空间设计上，
采用悬吊结构，
为展览空间设计提供更加灵活的可能性，
也为城市创造了底层的无柱空间。
将美术馆的空间置于上层，向下逐步演化成丰富的商业空间，不断向场地外延伸过渡，与周边的商业建筑产生互动，为过去的城市商业空间注入新鲜血。最终实现“艺术+商业”的相互成就，带动滨江道商业圈的焕新激活
（如图4）
。
接下来，我们以前期确定的
L型悬挑结构为初始设计形态
，使用结构拓扑优化软件Ameba对结构主体进行进一步设计优化。在这个阶段，我们通过相关文献的学习与研究，将真实的建筑荷载带入到设计探索之中。
在荷载设置上，主要考虑竖向恒荷载，以及预施加在吊挂点位上的吊挂荷载，水平荷载同时考虑来自两侧的侧向风荷载和地震作用。
在支撑设置上，在体量的四个角点和边中点设置支撑，从而给中间留出更多可用空间参与优化和赋予功能。将预设的楼板以及核心筒内壁设置为非设计区域，最后设定目标材料为钢材，目标体积为25%进行优化
（如图5）
。
▲图5 边界条件设置
经过152步迭代，得到最终优化结果
（如图6）
。
在吊挂结构的节点设计上，钢棒接头与H型钢梁之间的链接使用高强螺栓进行栓接；十字托梁与钢棒托座间不采用传统固接方式，而是配置橡胶垫达到承压功能，可避免吊柱受压；同时，吊柱与楼面梁设有2cm的间隙，并设置安全螺栓，可以防止吊柱受弯以及楼面脱落
（如图7）
。
▲图7 主体结构拆分图
依据前期设计概念及结构设计结果逐步生成整体建筑。
首先依据规范，对给定地块进行消防退线，然后根据商业-展览-办公的原则进行初步的体块划分。
进一步为了适应场地，提供更多开放的空间，下方建筑体量向后退，留出灵活地面空间，用来布置底层商业体块和中心广场的公共空间。最终，对于各个部分进行细化，在外侧形成连续的商业和展览空间
（如图8）
。
▲图8 建筑生成过程
在功能组织上，建筑南北侧功能清晰地分隔开来，南侧为较为安静，
与办公、储藏、休憩与大厅空间组成建筑的内部流线。
北侧以及空间下层为商业、展览、餐饮
与公共讲堂空间，组成公共的外部流线。
中间则由垂直交通空间，将两侧空间联系起来。
建筑向主要人流方向与住宅区一侧打开，低矮的商业空间为周围的人们营造一种更加舒适的尺度，欢迎人们的进入。而后，不断向上的连续步道则引导着人们进入建筑的展览空间，营造了一种在街区之中观展的新体验
（如图9）
。
▲
图9 功能组织
美术馆的主要入口布置在建筑南侧，
通过仿生形的骨骼结构立面
，吸引参观者进入大厅空间。作为集散和过渡的大厅，此处提供美术馆信息、导览图和票务服务。大厅左右两侧设有观光楼梯和电梯，为参观者提供方便快捷的观展路径
（如图10）
。
美术馆大厅的西侧和北侧衔接商业空间，自由完成文化与商业的过渡。
从商业街或者居民区望向美术馆，退让的处理让逼仄的街道空间得以喘息，行人的视线得到缓和。底层商业的主入口面向新华路，也是整个底层商业街区的主轴，可以直接通向南侧美术馆的门厅空间
（如图11）
。
▲商业主入口
底层商业设置中心广场与外界连通，作为面向周边高密度商业的城市客厅空间，搭配水池、花坛、座椅和铺装的设计，为逛街的游客提供驻足休息的公共空间
（如图12）
。
▲图12 商业内部休闲空间
建筑南侧的三到六层为后勤服务区，通过核心筒完成与展览空间的分隔和过渡。后勤服务区包括储藏室、办公室、技术维护室等，为美术馆的日常运营提供支持
（如图13）
。
五层到七层设有展览区，分为长期展览和临时展览，具有灵活性和适应性，能够根据不同展览的需求进行调整。其中分区域设置互动体验区，鼓励访客参与艺术创作或体验，小范围也包括儿童艺术教育区和工作坊等，提供艺术教育和研究资源
（如图14）
。
美术馆顶层设置有长期展览区和多功能厅，可用于
举办讲座、研讨会、电影放映
等活动，同时也可转换为临时展览空间
（如图15）
。
展览空间可以按照不同的主题或艺术流派进行组织，每个展区之间通过合理的流线设计进行连接。同时美术馆几乎每层都穿插咖啡厅、茶歇、户外平台等不同休闲属性的功能空间，以供参观者停留、放松和交流。
这个设计是五年以来最为轻松愉快的设计。可能是因为大家都已经没有了压力，可以
真正的沉浸在设计本身之中，享受结构与美的纯粹。
而事实也告诉我们，没有熬夜和卷图也是可以做出逻辑自洽，收评委认可的设计。印象最深的是优秀毕设答辩评委的一句话：更纯粹，会更好！
这是一个各奔东西的时间点，不管读研、出国、还是就业、希望我们都可以找到人生的方向，在建筑学的争议、陷落中，找到自洽的道路。
图文来源 /
张文硕、张官根、韩雨聪
文中作品及图片归原作者本人所有
未经允许禁止转载
｜栏目介绍｜
在图纸和五花八门的表达手法背后，是什么支撑了设计本身？在设计过程中又有哪些难点，哪些地方需要格外注意？你在做这个项目时候有哪些地方借鉴了别的建筑师 / 建筑项目，谁更值得学习？个人风格是如何养成的？…… 基于大家对于那些项目的好奇心，LAC特地推出【
优秀项目集合地
】栏目！
选自海内外知名高校的优秀学生的作品，从本科到研究生各个年级的大神在线回答我们的提
问
。
▲ 戳上方图片链接查看【优秀项目集合地】其他优秀项目分享
LAC空间学部 25、26fall 招生现已全面开启！
扫描下方二维码即可免费咨询！
wechat：客服账号
