我所认识的建筑和结构的关系

我所认识的建筑与结构的关系一、前言有人把结构比作建筑的骨骼，以此突出结构对于建筑的重要性。地球上生物的进化规律是：越是高级的生物，骨骼就越复杂，而建筑也同样，建筑的造型、空间等内容，都依赖它的骨骼一一结构承重着。就如同不同的生命有着不同的骨骼一样，不同的建筑也有着不同的结构。结构是为建筑服务的，建筑的表现是靠结构给予实现的。可以说，没有结构，就没有造型，也就没有空间。从建造的角度来看，把结构类比作生物的表皮，把造型类比作表皮和皮下组织就显得十分准确了。建筑的根本在于建造，在于建筑师应用材料并将之构筑成整体的创作过程和方法。建构应对建筑的结构和构造进行表现，甚至直接的表现，这才是符合建筑文化的。二、古建筑与结构现实是历史的延续，通过对影响西方各历史时期经典建筑形式的结构因素进行分析，便可推断出建筑与结构的密切关系。古希腊神庙列柱围廊式是古希腊神庙的典型形制。神庙建筑是构造型的，结构要求决定着建筑形式，神庙外周紧凑的柱列排序，正是由于石质嵋梁不适应弯矩荷载造成的。成为后世经典的陶立克和爱奥尼克柱式，最初也是体现梁柱结构布置的结构系统，后来成为依附于结构方式的艺术形式。另外，在希腊古典时期的神庙建筑中，起装饰作用的雕刻被严格控制在填充构件和非承重构件上。尽管最初的建造目的不是为了表现结构技术，但建造者采用了一种合理而简单的、从现有材料中制造出来的形式，让建造的逻辑形成了形式表达的重要组成部分。最终，古希腊神庙建筑的结构与建筑形式达到了一种完美的和谐。古罗马拱券建筑古罗马时期建筑方面取得的最伟大成就要得力于拱券结构方式，券、连续券、券柱式、弯顶等建造手段的运用，使结构材料的受力状况更加合理，也为古罗马建筑带了来崭新的内部空间和外观形象。建筑师在构思建筑的形制和艺术形象时，不能不立足于当时掌握的技术可能性，一方面不得不受它们的限制，另一方面又要充分利用它们的潜力。建筑师的创造性思维不是凭空而来随心所欲的，它必须以结构技术为基础，并反映当时当地的物质可能性。弯顶建筑在漫长的西方古典建筑时期，建筑师一直在探索利用弯顶来建造集中式的建筑形制和高大的内部空间。建于拜占庭时期的君士坦丁堡索菲亚大教堂则采用了帆拱技术，并建立起一套在巨柱上的侧推力平衡系统，让内部空间更加开敞，外部形象也趋于饱满。到了文艺复兴早期，勃鲁乃列斯基在佛罗伦萨主教堂弯顶的建造中作了进一步探索，他在弯顶下加了一段座，又采用哥特式的肋架尖券把弯顶向上拉高，从而获得了饱满、充盈着张力的外观形象，成为主教堂构图的中心，高高耸向天际。既三、当代建筑与结构从宏观的角度来看，当代建筑与历史建筑是具有延续性的，当代建筑仍属于建筑历史发展中的一个片断。同时，当代的科学技术取得了空前的进步，建筑结构技术的发展也今非昔比，结构在与形式结合方面表现出一些新的方式。综合起来，可以把当代建筑形式与结构的关系归纳为以下几种类型。结构产生建筑形式结构产生建筑形式即建筑的形式是在应用某种结构体系基础上发展出来的，即使建筑形式并不是为了表现结构。古罗马的拱形结构建筑，如斗兽场、巴西利卡等均属此种类型。在这类建筑中，采用了结构上最合理的构件设置，并且结构的特征与建筑的美学规范相融合。这样做虽然不是为了歌颂技术，但却是人们想象性地利用了必要的技术。直到当代，建筑师仍在用框架结构的优越特点来实现他们所创造的丰富多彩的建筑形式。事实上，结构产生建筑形式已成为当代应用最为广泛的建筑形式与结构的关系类型。结构作为装饰结构作为装饰即按照视觉要求来应用结构体系和结构构件，并使其成为建筑形式表现的主要对象。这是19世纪后，特别在某些“高技派”建筑中新出现的一种建筑艺术特征。与经过装饰的结构不同，此类建筑结构的应用是由视觉因素而不是由技术因素决定的。因此，建筑的结构性能在技术标准方面往往不太理想。结构作为装饰物有以下三种情况：首先，结构从象征意义上被应用。这方面主要受当代工业和科幻小说的影响，目的在于赞美科技进步的作用，自由展现技术美学所产生的建筑艺术，而有时不惜牺牲结构技术自身的合理性。如伦敦劳埃德总部大厦、雷诺汽车展示中心等。这些构件更多具有技术象征意义，而有时与真正的结构受力需要则存在一定矛盾。其次，用暴露构件与人工环境相适应。在此种情况中，暴露结构的形式从技术角度上讲是合理的，但它只能够被看作是由建筑师提出的一种多余的或冗余度很高的技术问题解决方案。如巴黎蓬皮杜艺术中心、北京2008年奥运会“鸟巢”主体育场等。实际上，这类建筑是把原本可以简单处理的结构问题复杂化以满足视觉方面的需要。最后，采用某种表达结构的方法，以便建造易理解的体现技术的建筑物。常见的做法有不顾结构自身的逻辑，把混凝土结构的建筑外包金属去表达钢结构的工艺美，有些甚至用原本结构构件的形式去作纯粹的装饰，其目的仅是要把结构变成一种可读的符号。结构作为建筑在历史的不同时期，总有一些建筑形式是由结构且只有结构组成。如爱斯基摩人的雪屋、佛罗伦萨主教堂的弯顶以及英国的水晶宫等，它们均可看作是没有装饰的结构，即结构作为建筑。这些建筑都在技术的可行性方面达到了最佳程度，对结构的应用没有任何折扣。在一些大跨度和超高层建筑中，有可能达到结构技术的极限，结构因素也就成为了建筑形式的主要制约因素，必须优先考虑。而当代，随着高强钢材、高强混凝土、张拉膜、碳纤维等新型材料的出现，建筑结构更加轻质高强化，产生出空间析架、空间网架、预应力混凝土、索壳、索膜、索弯顶以及套筒和集束筒等一大批新型结构形式和结构技术，大量应用在当代的大跨和高层建筑中，如罗马小体育宫、伦敦千年弯顶、芝加哥西尔斯大厦等，建筑形式发生了革命性变化。经过装饰的结构如同古希腊神庙建筑和哥特式教堂那样，经过装饰的结构即建筑的总体形态由建筑物的结构骨架产生而并非取决于视觉因素。在这个范畴内，对建筑的处理很少从视觉角度出发，而只是对结构稍做一些可视化调整，即装饰一下来体现建筑形式。早期的现代主义建筑大师们曾在这方面做过许多有意义的尝试，如彼得•贝伦斯和密斯•凡德罗等，他们的主要作品均为构造型，经过可视化调整的暴露结构构件构成了建筑上的重要视觉因素。二战后，一些重视技术表现的建筑延续了此类做法，其中伦敦滑铁卢国际铁路中转站的棚顶就是一个典型例证，从技术角度考虑，钢结构的整体布置组成了这座建筑主要形象，而视觉效应在设计中受到严格控制。经过建筑师和结构工程师的共同努力，最终使这座建筑无论在技术水平上还是在美学价值上都取得了很高成就。从古希腊神庙到滑铁卢国际铁路中转站，人们创造了众多由暴露结构所产生的建筑艺术，这些建筑的设计者都非常重视结构技术的要求，建筑形式在很大程度上受结构技术含量的影响，并且在建筑的基本造型中反映出这一点。结构被忽略结构被忽略即凭借当代高度发达的结构技术所提供的保障，在设计建筑物时不用考虑支撑和建造问题，至少在方案设计阶段是这样。自从钢和钢筋混凝土结构技术发展以来，人们已经有可能摆脱早期砖石材料和木材对建筑形式的束缚，去创造某些更具表现力的形式。正是钢和钢筋混凝土优异的强度特性，决定了它们几乎可以建造任何建筑形式，除非所建造的形体过大或经济条件限制。被称之为“当代巴洛克”的解构主义建筑是这方面的代表。20世纪后期，计算机技术的出现让建筑师几乎能无任何限制地进行各种形式设计，帮助人们对非常复杂的形式进行描述，并对建筑材料的切割和制造过程进行调节，这是一些解构主义作品中能够出现极其复杂几何形体的另一重要原因。但由于这类建筑的结构构件中一般存在较大弯矩，所产生的内力相对于所承担的荷载来说会很高，这种情况往往只能应用在较短跨度建筑中，并且意味着结构材料的利用率会很低，满足要求的构件尺寸会很大，结构将粗大笨重。事实上，绝大部分已建成的解构主义建筑在确定建筑形式时虽然缺乏结构上的合理性，但并非完全不考虑结果可行性，蓝天组、盖里和李伯斯金作品的成功恰恰说明了这一点，否则这些建筑就不可能落成。可见，解构主义建筑所解的多是“构图”的构，而不是“结构”的构。四、结语建筑是技术与艺术的综合体，建筑形式所承载的