里昂火车站结构

1、2016.12.27 里昂机场火车站结构分析 建筑师 简介 结构分 析 基地功 能 总结 建筑师 圣地亚哥卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava）是世 界上最著名的创新建筑师之一，也是备受争议的 建筑师。他是一位集建筑师、结构工程师和雕塑家为一身的卡拉塔拉瓦，也许就是当代的米开朗基 罗。 由于有着独特的时代与求学背景,卡拉特拉瓦对建筑学、结构工程学与美学都有独特的见解与诠 释。 圣地亚哥卡拉特拉瓦是20世纪少有的通才建筑师， 他将工程师的理性与艺术家的浪漫完满的 结合，形成了以运动、力和仿生建筑形式为主要创作理念的独特建筑语言。他通过对技术的理解和 运用，把建筑的结构美推向了前所未有

2、的高度。建筑师卡拉特拉瓦打破了建筑与结构之间的障碍， 成功地找到了技术与艺术之间最佳的契合点，并以其独特的建筑语汇不断创造出了令人惊叹的建筑 形象。他努力探索技术的艺术表现功效，探索科技美学思想，并用技术重新诠释了人文精神，把自 然、技术、艺术放到了现代社会文明结构中审视。与那些持有“结构服从建筑形式”观点的建筑师 不同，卡拉特拉瓦追求结构力与美的融合，他一直探寻着结构材料、构造节点、艺术造型上的交汇 点，他以诗般的浪漫表现建筑的结构韵律与秩序，赋予现代技术人文情感和优雅的古典韵味。 圣地 亚哥卡拉特拉瓦以桥梁结构设计与艺术建筑闻名于世，他设计了威尼斯、都柏林、曼切斯特以及巴 塞罗那的桥梁，也

3、设计了里昂、里斯本、苏黎世的火车站。最近的作品就是著名的2004年雅典奥运 会主场馆。由于圣地亚哥卡拉特拉瓦拥有建筑师和工程师的双重身份，他对结构和建筑美学之间的 互动有着准绳的掌握。他认为美态能够由力学的工程设计表达出来，而大自然之中，林木虫鸟的形 态美观，同时亦有着惊人的力学效率。所以，他常常以大自然作为他设计时启发灵感的泉源。 二、 法国里昂火车站建筑设计解读 1 作品欣赏 卡拉特拉瓦认为，建筑结构是相对静止的，结构是机动的或者蕴涵着变形的能力。结构在每 一分每一秒都处于运动的状态，而这些对于我们平常所见到的建筑来说，运动就是一种对建 筑的不可能的状态，有些在惊讶的同时，视觉冲击让人觉得

4、不安，甚至感到有些恐怖。 这 是正前右侧的角度所看到的全貌。钢架结构是里昂国际机场 典型的建筑结构，空间的运动即 可折叠性，这一观点卡拉特拉瓦早在的博士论文中就清晰地阐明了结构构件的可折叠性与空 间维度的运动变化的关系,即而在卡氏后来的作品中贯穿着建筑的可运动性这一基本理念。 “运动就是美,古典主义在过去就了解这一点。古典主义雕塑就抓住了人们运动的瞬间。然而 这些是运动本身被冻结了的状态。奔驰的高速列车的美与未来派所探索的美具有相同的性 质。”一如里昂国际机场，清晰明了的结构，看起来轻如蝉翼，正与建造飞机场设施轻便的 寓意不谋而合，给人以强烈地震撼力 卡拉特拉瓦作品的另一个特征是由自然与生物构

5、想出的结构形式。 而卡拉特拉瓦的结构体系又能灵巧的表现 前面讲的运动这一特质。如左图（手绘图），我们可以看出，他的的结构绝不是单纯模仿有机形态,而是来自 于对“自然界中生物的形态是产生其形态的物理力的痕迹”这一道理的认识。里昂火 车站从这幅图上看，像 极了一只正在低头展翅喝水的鸟，可知卡拉特拉瓦的建筑灵感是来源于在观察了人体及其他生物骨骼（或植 物）之后将其结构逻辑化,并重组为金属与混凝土的建筑物的结构。这是从一种质到另一种质的逻辑转化过程, 其作用的原动力是理性。 卡拉特拉瓦能完 房屋建筑学论文 6 美的将建筑与艺术结合在一起。 结构是由科学技术产生的崭新的建筑形态,而他则将结构看作是创造美

6、的 建筑形态的一项技术。对生命体结构的模拟在他的作品中始终占有重要的地位。 处女作“厄恩斯汀仓库的入 口”可以像人的眼睛一样“眨动”。“里昂火车站”则像鸟的翅膀 。“萨托拉斯车站”、“毕尔巴鄂机场”、 “阿拉米罗桥”更与鸟的形态无异。 而以生物的骨骼为构思原点的建筑作品也非常之多,有“鲁兹艾伦车站”、 “沃勒恩高级中学”、“斯达霍芬车站”、“鲁兹艾伦邮政局”、“泰伯尔特利剧场”、“表瑞达大桥”。 另外在形态拟人化方面有“蒙琼依克塔”、“科学博物馆通讯塔”等作品。 以下是摘自技术的作用力 卡拉特拉瓦建筑形态解读中对卡拉特拉瓦作品从仿生角度对解读： 费奇(James Marston Fitch)

7、说:“科学和 技术会改变建筑师的工作范围。”而科学与技术皆来源于人类对自然的观察与探索,生物是自然对科学解释的 最基本、最完美的形式。 建筑的发展也许应该同样遵循达尔文“物尽天择,适者生存”的进化论,以最优化、最 适应自然逻辑的形态发展下去。 在卡拉特拉瓦眼中建筑与自然界的生物有着千丝万缕的联系,但最终二者都应 以某种最合理的形式使其机能得以实现。 于是运动、仿生与优化就成为卡氏作品集中表现的理论元素。 这里 不得不说明的是在卡氏的设计思想中:运动、仿生与优化并不是孤立的体现在其作品中的,而是通过卡氏天才般 的技艺有机的结合在一起的。 卡氏的作品体现的是一种理性之美,因此更具表现力。 他所追求

8、的是运用理性的 手段传达出结构的动势。 当结构的传力方式通过特定的组合构件被清楚地表达出来,并让人们能够凭借常识和 经验做出判断时,它就会令观赏者产生某种共鸣,或是稳固带来的愉悦,或是危险带来的惊叹,当这种结构系统越 接近“临界点”它就越具有心理上的震撼力。 因为它能使人们产生一种对变化的期待感。 卡氏正是抓住里这 样的审美心理,通过清晰可辨的结构系统和分工明确的传力构件来增强其作品的“可读性”与震撼力 我们可以从三个层次上来理解卡拉特拉瓦的作品：首先，它们都通过优化的设计方案来解决 实际问题（见上文“从建筑结构角度”）；其次，解决问题的手法以及设计理念常常在作品 中表现得一目了然，从而增强了

9、作品的“可读性”，引起共鸣（见上文“从仿生学角度”）； 最后，这些作品令人赏心悦目的同时，开创了一条解决建筑问题的全新思路，并促使我们思 考有关建筑本质的问题。卡拉特拉瓦的工程使人想起复杂的有机生命体的构成方式。这可以 作为一个理由来解释为什么他设计的桥梁、嘹望塔以及建筑群像是从景观中生长出来的一样， 不仅贴切而且加强了景观。他设计的形式并不是纯粹的模仿，也不是直接采用有机体的式样。 他的设计方案，或者说他在自然中所作的画，其灵感来自于生物体，尤其来自于人体的骨架、 循环系统以及皮肤的活动与生长方式。此外，他也从身体的特技动作与舞蹈者克服重力的姿 势中获得了丰富的灵感，捕捉形变，并将之加入到一

10、个流动的世界中去。 因此，当卡拉特 拉瓦设计的建筑如同植物一样植入景观时，此建筑不仅不会抑制景观本身的特征，反而还能 加强景观的惟一性。当他的作 房屋建筑学论文 7 品放置干被遗忘的城市外围时，能给这个地方带来希望和复兴的渴望。卡拉特拉瓦的工 程同时具有三个层次：作为建筑，它们具有稳定性与抗瓦解性；作为容器(也可以说是器皿 或是管道)，它们使人类及其活动具有容纳性；作为表皮，它们具有对某处地点的遮蔽性。 卡拉特拉瓦在建筑的这三个方面做出了杰出的贡献。毋庸置疑，他的高质量的设计是集体思 想和协作努力的结晶。他的成功应归功干他众多技巧和才能的综合，这些技巧和才能使得工 程与众不同。卡拉特拉瓦能够综

11、合多种知识，在普遍水平上思考并不断地创造，这是非常难 能可贵的。 圆弧形的建筑设计，具有醒目性和高张力的视觉效果，是很好的地标建筑。建筑仿 佛骨胳一般，单体的排列组合，大型的体量，给人一种强烈的视觉冲击，同时，又 可以合理安全的存在。 主入口：凌空而起的拱券界定 出客运站的入口空间 屋脊：中间的一对钢制拱券沿 着客运站屋顶构成了屋脊 大厅：在巨大钢架下的室内空 间没有结构柱的遮挡，巨大的 空间成为建筑中心标志 铁路通道：环绕着铁轨和站台 53 米长的混凝土遮蔽物有韵律 地支撑着站台的屋面 功能分析 客运站处于地下一层，它的上层入口前V型的混凝土拱座连接着 四条钢拱的底端，凌空而起，欢迎着到来的

12、乘客。 中间的一对钢拱沿着客运屋顶线构成屋脊，两边的两条钢拱横跨 120米，将高耸的客运站玻璃大厅和包括售票处、零售店以及其 他康乐设施的东部服务区尽收怀中。 钢拱形成的屋顶有着突起的竖框支撑，混凝土天桥楼梯和观光电 梯通道站台。 客运站有四条轨道，中心人行通道两边各有两条。另外还预留两 条轨道。 结构 火车站的顶部采用钢结构，使建筑有轻盈向上的感觉。 在车站打听的入口前，V型混凝土拱座连接着四条 钢拱的底端，他们凌空而起更能突出建筑物的轻盈。 中间的一对长120米，最高处离地面40米的钢 拱沿着客运站屋顶线构成屋脊。两边的两条 钢拱横跨120米。 大屋穹顶及悬挑 这个宛如教堂建筑的穹顶，使大

13、厅看 起来更像是一个光影交错的冥想空间， 悬挑采用的是预应力钢筋混凝土，形 似“舌头”。 整个大厅都是具有拱架结构支撑。墙面采用大量钢筋作支撑相互衔接，使结构形成 对称而复杂的图案。 站台桁架 站台顶部采用的是桁架结构，钢桁架结构自重轻，可以满足火车站 的大跨度结构 站台支撑结构形式 采用钢结构支撑，将支撑形式设置成 为V字型，顶部采用拱形结构受力达 到最稳定的状态。 里昂火车站从这幅图上看，像极了一只正在低头展翅喝水的鸟，可知卡拉特 拉瓦的建筑灵感是来源于在观察了人体及其他生物骨骼（或植物）之后将其 结构逻辑化,并重组为金属与混凝土的建筑物的结构。 1.四条大拱上所支承，屋顶两片“翅膀”的骨架由一系列大小变化均匀的杆件 所组成，杆件系统稍向内倾，其端部与内侧大拱相连，杆件的中部则搭接在外 侧大拱上。 重力被分解为一个传递到内侧大拱上的推力和一个传递到外侧大拱上的压力 两根内侧大拱中间的三角部分平衡这一推力，并丰富了内部空间 整体荷载整体荷载传力途径的分解统一传力途径的分解统一 2.对外侧大拱的压力一部分被拱本身传递到地面，另一部分则由与其连接的竖 向杆件传递到底部站台部分的拱顶上，内外上下一共六条拱构成了整个大厅