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建筑物的造型向来都是与生存的自然环境、社会环境、历史沿革等诸多方面有关。对于不同的造型的美学标准所能实现的造型也受着不同条件的限制。在我看来,建筑形态与结构形态的关系肯定是密不可分的。
建筑的诞生也是结构形态的一种反映,有迹可循,传统的建筑形式,无论是西方的古典建筑,还是东方的古典建筑,它们的诞生和演变都是离不开结构技术主线。特别是中国的古典高规格建筑,它追求大规格,而它的结构和立面是一起产生的,所以它在建筑史上是独树一帜的存在。在近现代建筑的演变过程中,结构的改革在其中起到了极大的促进作用。它不仅满足了建筑物的基本需求,也为建筑的审美开启了新的篇章,对我们有着巨大的影响。人们开始把结构转变为一种建筑美学的手段,它不是独立的门派,而是在建筑中不可分割的一部分,更应该是建筑意象表达的一种手段。但是,对于如何较好地运用这一表现手段,尚有许多规律性的东西值得我们去总结和分析,在此基础上,才能形成比较完整和可行的设计方法。本文拟从大跨度公共建筑的造型入手,分析建筑形象的结构本质,探讨结构在建筑表现中的基本方法,为建筑的创作提供一个有效的途径。
从中国古代建筑的大跨度建筑来说,山西五台山佛光寺大殿是现存最大的唐代的木构建筑,它位于台南豆村东北约5km的佛光山腰,依山势自下而上变沿东西向周线布置。大殿建于唐大中十一年,面阔七间,进深八架椽,单檐四阿顶。虽然这些数据对现在来说,可以很简单的实现,但是,在那个时代,是了不起的工程。特别对唐代的工匠来说,他们没有钉子等连接的工具,他们使用的榫卯构建,细节也能很好的联结起来,所以这就是中国工艺博大精深的地方。我们可以明显发现中国人的建筑总是规整、气势博大。这除了与我们的中国古建筑富有者封建伦理文化的特色有关,还与中国人的中庸的民族意识有关,它总是沿着一条中轴线为主或采取对称的方式来布局,这种方式是中国古代最为标志的空间布局方式。而支撑起这个建筑的结构式抬梁式中的殿堂式,用于等级较高的建筑。抬梁式又称叠梁式,是在立柱上架梁,梁上又抬梁。它的斗拱雄大(用材20.5m,斗拱层占1/2高),所以当你站在佛光寺大殿中,你可以明显感受到周围的梁和柱可以的气势,已经能看出中国建筑很早就持着结构与建筑紧密相关的思想来建造。
而西方的建筑特别是古希腊的建筑,它给人的气质也是与中国古建筑的相似,首先在气势上就有种压倒人的气势。一般在跨度大的建筑物里,最直接的方式就是运用大量立柱的方式将建筑物撑起来。而希腊神庙就是用这个方法使得它一直屹立在山头,它的柱子宽、高,而且使用石头建造的,给人一种很直观的感受。西方传统建筑的体系是以古希腊建筑的梁柱结构和古罗马的拱券结构为基础的。古希腊建筑尽管是以石材为主的梁柱结构,但从其结构形式和节点连接方式来看,仍反映了早期木结构的特性。尽管经过了一定的演变,从额仿、檐口和托板等部件的形式和作用来看,仍与木结构相近。古罗马尽管在建筑形式上的创新不多,以继承古希腊建筑为主,但以拱券和穿顶为特征的结构形式却将古典建筑从技术上推向了一个新高峰,打破了古希腊建筑空间狭小的缺陷,进而确立了古典主义的建筑美学观。拱券尽管早己有之,但古罗马建筑的功绩在于通过广泛地运用于建筑实践而形成了一套完整的技术,恰当地发挥了石材的抗压作用,可谓扬长避短。此外,以火山灰为主要成分的天然混凝土较石材更易于成型,并使人类实现真正意义上的大跨度建筑空间成为可能。中世纪哥特式建筑发展了肋拱结构,使结构自身更为轻盈,是拱券技术的又一进步。
随着时代的發展,更多大跨度形式的建筑出现在人们的实现范围中。而现在的大跨度的结构形式可以简单的概括为3个类别:实体结构类(薄壳结构、折板结构),网格机构类(网架结构、网壳结构),张力结构(悬索结构、薄膜结构)。其中我更偏爱的是大跨度钢结构的结构体系,首先是因为它的应用范围广,使用的自由度,一般公共大跨度建筑都可以实现,其次它是个性化的产品,它可以很好地将建筑美学表达出来,然后它与折板结构相比,自重轻,结构自由,折板给人的感觉就要厚重了,而且它虽然轻盈,但是是使用高强度的材料所以刚度好,同时使得经济性好。由于空间结构又是三维受力的,内力分布均匀,能很好的承受不对称荷载或者是较大的集中荷载。在这个基础上,每一个钢结构都有自己的一个标准、一个模数,便于工业化生产,构件可以在工厂中制作完成,再通过交通运输到工地上再很快安装起来,这样效率就明显增高了,可以让建筑一步到位。更重要的是,一个个轻便的钢构件可以组成的形式却是多种多样的,而且给建筑师的想象可以发挥到极致,可以让空间形式丰富起来,或者可以利用光影为建筑增添一番情趣。
悉尼超级穹顶体育馆是被作为2000年奥林匹克运动会的多功能体育馆进行设计的。菲利普·考克斯与其合作者们把大弯顶体育馆想象成一座庞大、水平且半透明的建筑。建筑外形呈鼓状,由24根钢柱支撑着的放射状网架结构形成了遮盖赛场的轻型屋盖体系。为使其尺度不至于过大,他们在两侧设置了环抱体育场的轻质廊道,这就给这个大尺度的表皮添上了一些人性化的细部。但是要欣赏大育顶还是需要一定的角度和高度,所以他们在设计时运用了一种类似桅杆的结构,就像是一个花冠围绕在体育馆的周围。他们以其纤细但不失强度的悬索和自由排列的柱廊强调大育顶的整体外观。支撑柱廊的是树状的柱子,屋顶采用了有拉索支撑的析架结构,大尺度出挑的屋檐为场馆提供了阴凉的空间。从现代的建筑可以明显看出结构已经只是以一个支撑的身份出现的,它更多的是一种装饰来为建筑增添姿色,特别是钢结构的建筑裸露在外面,可以让人直观的看出它是以一种什么的姿态呈现建筑的形状,它呈现的金属光泽对人们来说也是吸引。
尽管对于建筑物的结构选型非常重要,但是我们常见的建筑结构并不复杂,基本上由设计师在订方案的时候就有了一个基本的方向,所以一般工程的设计师就要对一些细部来发挥一下奇思妙想。像上海的浦东国际机场航站楼,它的中标方案部分结构不够稳定,顶棚的拉锁是机动的,后来将多根斜拉稳定在两个主墩上解决,虽然对造型没有多大影响,但是在建筑空间的视角上就可以感觉到,失去了一开始的通透性,但是工程师在顶棚的设计让人觉得非常典雅,拉索起了支撑作用,但同时又有结构造型的作用。而大坂关西国际机场航站楼的设计,除了整体造型的独特之外,结构构件和节点的设计也是十分讲究。大厅内的支撑斜杆制成梭形,既有利于压杆稳定,又体现了单向受力形态。其次,节点要处理得与设计受力条件一致,如汉诺威国际展览中心,柱子底部的铰支座明确无误,而且显然是做了刻意的表现。
大跨度的建筑结构对现代建筑的发展有着重要的意义,它既满足了建筑的美学,又可以在建筑美学的基础上带来一些新的变化,譬如说它可以回味经典,又可以带来未来感。
参考文献:
[1] 成忠兰.建筑结构设计安全性问题及改善对策探讨[J].硅谷,2013,07:140+125.
[2] 田琦. 试论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性[J].科技资讯,2012(6):11-12.
[3] 黄春明.试论建筑结构设计安全度[J].中国科技信息,2009(16).
(作者身份证号码:32091119660821311X)
建筑的诞生也是结构形态的一种反映,有迹可循,传统的建筑形式,无论是西方的古典建筑,还是东方的古典建筑,它们的诞生和演变都是离不开结构技术主线。特别是中国的古典高规格建筑,它追求大规格,而它的结构和立面是一起产生的,所以它在建筑史上是独树一帜的存在。在近现代建筑的演变过程中,结构的改革在其中起到了极大的促进作用。它不仅满足了建筑物的基本需求,也为建筑的审美开启了新的篇章,对我们有着巨大的影响。人们开始把结构转变为一种建筑美学的手段,它不是独立的门派,而是在建筑中不可分割的一部分,更应该是建筑意象表达的一种手段。但是,对于如何较好地运用这一表现手段,尚有许多规律性的东西值得我们去总结和分析,在此基础上,才能形成比较完整和可行的设计方法。本文拟从大跨度公共建筑的造型入手,分析建筑形象的结构本质,探讨结构在建筑表现中的基本方法,为建筑的创作提供一个有效的途径。
从中国古代建筑的大跨度建筑来说,山西五台山佛光寺大殿是现存最大的唐代的木构建筑,它位于台南豆村东北约5km的佛光山腰,依山势自下而上变沿东西向周线布置。大殿建于唐大中十一年,面阔七间,进深八架椽,单檐四阿顶。虽然这些数据对现在来说,可以很简单的实现,但是,在那个时代,是了不起的工程。特别对唐代的工匠来说,他们没有钉子等连接的工具,他们使用的榫卯构建,细节也能很好的联结起来,所以这就是中国工艺博大精深的地方。我们可以明显发现中国人的建筑总是规整、气势博大。这除了与我们的中国古建筑富有者封建伦理文化的特色有关,还与中国人的中庸的民族意识有关,它总是沿着一条中轴线为主或采取对称的方式来布局,这种方式是中国古代最为标志的空间布局方式。而支撑起这个建筑的结构式抬梁式中的殿堂式,用于等级较高的建筑。抬梁式又称叠梁式,是在立柱上架梁,梁上又抬梁。它的斗拱雄大(用材20.5m,斗拱层占1/2高),所以当你站在佛光寺大殿中,你可以明显感受到周围的梁和柱可以的气势,已经能看出中国建筑很早就持着结构与建筑紧密相关的思想来建造。
而西方的建筑特别是古希腊的建筑,它给人的气质也是与中国古建筑的相似,首先在气势上就有种压倒人的气势。一般在跨度大的建筑物里,最直接的方式就是运用大量立柱的方式将建筑物撑起来。而希腊神庙就是用这个方法使得它一直屹立在山头,它的柱子宽、高,而且使用石头建造的,给人一种很直观的感受。西方传统建筑的体系是以古希腊建筑的梁柱结构和古罗马的拱券结构为基础的。古希腊建筑尽管是以石材为主的梁柱结构,但从其结构形式和节点连接方式来看,仍反映了早期木结构的特性。尽管经过了一定的演变,从额仿、檐口和托板等部件的形式和作用来看,仍与木结构相近。古罗马尽管在建筑形式上的创新不多,以继承古希腊建筑为主,但以拱券和穿顶为特征的结构形式却将古典建筑从技术上推向了一个新高峰,打破了古希腊建筑空间狭小的缺陷,进而确立了古典主义的建筑美学观。拱券尽管早己有之,但古罗马建筑的功绩在于通过广泛地运用于建筑实践而形成了一套完整的技术,恰当地发挥了石材的抗压作用,可谓扬长避短。此外,以火山灰为主要成分的天然混凝土较石材更易于成型,并使人类实现真正意义上的大跨度建筑空间成为可能。中世纪哥特式建筑发展了肋拱结构,使结构自身更为轻盈,是拱券技术的又一进步。
随着时代的發展,更多大跨度形式的建筑出现在人们的实现范围中。而现在的大跨度的结构形式可以简单的概括为3个类别:实体结构类(薄壳结构、折板结构),网格机构类(网架结构、网壳结构),张力结构(悬索结构、薄膜结构)。其中我更偏爱的是大跨度钢结构的结构体系,首先是因为它的应用范围广,使用的自由度,一般公共大跨度建筑都可以实现,其次它是个性化的产品,它可以很好地将建筑美学表达出来,然后它与折板结构相比,自重轻,结构自由,折板给人的感觉就要厚重了,而且它虽然轻盈,但是是使用高强度的材料所以刚度好,同时使得经济性好。由于空间结构又是三维受力的,内力分布均匀,能很好的承受不对称荷载或者是较大的集中荷载。在这个基础上,每一个钢结构都有自己的一个标准、一个模数,便于工业化生产,构件可以在工厂中制作完成,再通过交通运输到工地上再很快安装起来,这样效率就明显增高了,可以让建筑一步到位。更重要的是,一个个轻便的钢构件可以组成的形式却是多种多样的,而且给建筑师的想象可以发挥到极致,可以让空间形式丰富起来,或者可以利用光影为建筑增添一番情趣。
悉尼超级穹顶体育馆是被作为2000年奥林匹克运动会的多功能体育馆进行设计的。菲利普·考克斯与其合作者们把大弯顶体育馆想象成一座庞大、水平且半透明的建筑。建筑外形呈鼓状,由24根钢柱支撑着的放射状网架结构形成了遮盖赛场的轻型屋盖体系。为使其尺度不至于过大,他们在两侧设置了环抱体育场的轻质廊道,这就给这个大尺度的表皮添上了一些人性化的细部。但是要欣赏大育顶还是需要一定的角度和高度,所以他们在设计时运用了一种类似桅杆的结构,就像是一个花冠围绕在体育馆的周围。他们以其纤细但不失强度的悬索和自由排列的柱廊强调大育顶的整体外观。支撑柱廊的是树状的柱子,屋顶采用了有拉索支撑的析架结构,大尺度出挑的屋檐为场馆提供了阴凉的空间。从现代的建筑可以明显看出结构已经只是以一个支撑的身份出现的,它更多的是一种装饰来为建筑增添姿色,特别是钢结构的建筑裸露在外面,可以让人直观的看出它是以一种什么的姿态呈现建筑的形状,它呈现的金属光泽对人们来说也是吸引。
尽管对于建筑物的结构选型非常重要,但是我们常见的建筑结构并不复杂,基本上由设计师在订方案的时候就有了一个基本的方向,所以一般工程的设计师就要对一些细部来发挥一下奇思妙想。像上海的浦东国际机场航站楼,它的中标方案部分结构不够稳定,顶棚的拉锁是机动的,后来将多根斜拉稳定在两个主墩上解决,虽然对造型没有多大影响,但是在建筑空间的视角上就可以感觉到,失去了一开始的通透性,但是工程师在顶棚的设计让人觉得非常典雅,拉索起了支撑作用,但同时又有结构造型的作用。而大坂关西国际机场航站楼的设计,除了整体造型的独特之外,结构构件和节点的设计也是十分讲究。大厅内的支撑斜杆制成梭形,既有利于压杆稳定,又体现了单向受力形态。其次,节点要处理得与设计受力条件一致,如汉诺威国际展览中心,柱子底部的铰支座明确无误,而且显然是做了刻意的表现。
大跨度的建筑结构对现代建筑的发展有着重要的意义,它既满足了建筑的美学,又可以在建筑美学的基础上带来一些新的变化,譬如说它可以回味经典,又可以带来未来感。
参考文献:
[1] 成忠兰.建筑结构设计安全性问题及改善对策探讨[J].硅谷,2013,07:140+125.
[2] 田琦. 试论如何在建筑结构设计中提高建筑的安全性[J].科技资讯,2012(6):11-12.
[3] 黄春明.试论建筑结构设计安全度[J].中国科技信息,2009(16).
(作者身份证号码:32091119660821311X)