藝術有使建筑物美化的力量。而與建筑共存的結構正是表現美的一種手段。合理運用結構功能產生的造型。并進行藝術加工。使之具有豐富動人的美的感染力,才能使建筑具有真實的表現力。試圖從鋼結構自身所蘊涵的技術美學成分結合力學規律探討力與形的統一,從鋼結構所開辟的空間創造舒適的使用環境探討形與質的統一,從鋼結構呈現的視覺空間形態體現建筑創作的意圖探討形與意的統一,綜合考慮實現建筑藝術的表與里、技與藝、情與理的統一。
建筑藝術與其它純藝術的區別之一。在于它無法建立在空想的基礎上。它需借助于技術的支撐,同時技術的發展也常常給建筑藝術注入新的內容。隨著人們對鋼材的廣泛研究和探索,已從它的技術特性中演變出完全不同于其它材料的造型能力。現代鋼結構體系大致可分為大跨體系、高聳體系和輕鋼體系,而每個體系又可細分為許多子體系。面對如此豐富多樣的結構體系。在進行建筑設計時需了解其內在材料特性、力學規律和結構邏輯。統籌考慮建筑的功能、空間和形態,方能選用一個結構合理、空間合用、造型優美的結構體系,達到建筑藝術創造中真、善、美的境界。
建筑造型是結構形態的外在表現,應力求表達結構的內在邏輯規律,將結構自身所蘊涵的技術美學充分地表達出來,達到建筑創作中“真”的境界,實現力與形的統一;結構所開辟的空間要體現建筑的使用功能,它應考慮建筑在使用時各方面的要求,為其創造一個舒適的使用環境。達到建筑創作中“善”的境界,實現形與質的統一;視覺空問呈現著空問形態,現代鋼結構技術為建筑創作提供了豐富的設計語言。我們在設計時要善用這些語言,體現建筑創作的意圖,創造一個優美和諧的形象,達到建筑創作巾“美”的境界,實現形與意的統一。這也就是鋼結構選型的科學性、空間性和藝術性。為此在鋼結構建筑的結構選型時,要綜合考慮建筑空間這三方面的要求,正確處理它們之間的矛盾,達到建筑藝術的表與里、技與藝、情與理的統一。
一 力與形的統一
住現代建筑的造型中?梢猿浞掷媒Y構中符合力學規律和力學原理形式美的因素,達到力與形的統一,來增強建筑藝術的表現力。歷史上一些優秀的建筑體系,如我國古代木構架建筑、古羅馬石拱穹窿建筑、西歐文藝復興之前的哥特建筑等。都在建筑空間造型中突出地反映出了結構形式的基本特征和結構運用的基本技巧。
1. 結構受力特征與建筑造型的統一
鋼結構受力的基本特點是軸向受力優于橫向受彎.軸向受拉優于軸向受壓,多向受力優于單向受力。在此基礎上發展了類型眾多的結構體系,在整體受力狀況上有很大的差異,也為現代建筑造型提供了豐富多彩的手段。大跨體系必須著重地研究如何克服屋蓋結構中可能產生的巨大彎矩,由此發展了剛性體系、柔性體系和組合體系:而高聳體系則必須注意如何抵抗水平荷載.導致結構的發展呈現出構件立體化、巨柱周邊化、結構支撐化和體型圓錐化的趨勢。因此建筑造型應在結構受力合理的基礎上,將結構自身的受力特征以可感知的形態表達出來。增強建筑的藝術表現力。
例如滑鐵盧國際候車廳中弧形桁架式三鉸拱的造型和結構中受力彎矩圖一致。壓桿和拉索的布置也和彎矩圖中壓力和拉力的分布一致。結構內部的受力特征以最直觀的圖式呈現出來。無論在實質上還是在視覺上都產生非常好的穩定性。與人們習慣的心理感受完全一致。
2.結構作用原則與建筑造型的統一
結構必須達到自身的平衡與穩定,才能實現承擔荷載、傳遞內力的作用。因此根據力學要求,對稱或不對稱的結構形式都必須保持均衡與穩定,這同建筑造型中形式美的規律是一致的。隨著現代鋼結構技術的不斷發展,平衡與穩定的概念所包含的內涵更加豐富了。例如拉力在結構的平衡與穩定中起著越來越大的作用。帶有索的各種結構系統,如懸索結構、懸掛結構、索桿結構等。從根本上改變了傳統建筑基于受壓力原理之上的空間造型特征。不僅會變得輕巧、雅致,甚至給人以飄然失重的感覺。而且在一些情況下還富有奇妙的藝術效果。在建筑的設計中。如能充分考慮結構的平衡與穩定性要求。并通過適當的強化和夸張,用藝術的手法表現出來。必能創造出非常有特色的建筑作品。巴塞羅那的長途通訊塔通過3對鋼纜拉索將整個結構固定起來。以簡潔而有效的途徑獲得了結構的穩定,也通過深層的結構來構建了一種新的美學概念。
3.結構構成方式與建筑造型的統一
為達到結構中材盡其用的目的,F代鋼結構的構成呈現出平面結構向立體結構發展、單一結構向組合結構發展的趨勢。結構的立體化有利于改善整體的受力性能。甚至可使結構的傳力方式發生改變。如受彎構件演化為軸向受力構件。最大限度地發揮材料的力學性能。此外。結構的立體化在結構內部形成相互支撐的關系。能更好地實現結構的平衡與穩定。組合結構充分利用不同結構的受力特點或不同材料的力學性能,使各種結構揚長避短、剛柔并濟。從而達到材盡其用的目的。經過合理的組織和安排。結構的構成方式能夠充分地展現出來。成為建筑表現自身的有力途徑。
廣州新白云國際機場是國內第一個按中樞理念設計和施工的大型國際機場。機場航站樓屋頂采用以人字柱支承的大跨度雙曲面鋼屋蓋,在水平和垂直面投影均為曲線,其空間架最大連續長度237m.主桁架最大跨度76m,結構形式新穎。置身于偌大的機場中,無論從哪個角度審視,都能欣賞到流暢而富于韻律的線條美。
二 形與質的統一
滿足建筑的功能需求是結構選型最基本的前提.也是結構設計的實質所在,F代鋼結構體系應用廣泛,可用于各種類型的建筑,如多層住宅、聯合廠房、大跨體育建筑、高層的旅館和辦公樓。這些建筑的使用功能自然各有不同,為此在結構選型時要力圖達到形與質的統一, 對使用空間的性質加以分析,如空間的大小、形狀、各部分的組成關系,以及由于使用要求而提出的特殊空間要求等,然后對其進行綜合協調,使所選結構類型滿足建筑的使用功能。
1.結構覆蓋空間與建筑使用空間一致
結構的運用是為了創造合符使用要求的空間。在結構覆蓋的使用空間中,除了容納建筑物使用空間以外。還包括了結構部分所占的一部分空間。當結構的覆蓋空間與建筑物的使用空間趨近一致時。不僅可以提高空間的使用效率,還將為減少照明、采暖時的空調負荷以及節約維修費用等創造有利條件。
北師大珠海分校風雨操場是用一個巨大的弧形網殼將整個建筑覆蓋起來。建筑順著主拱中軸線呈發射狀依次連接到混凝土環粱上。網架貫通整個建筑。形成一個富有層次的共享空間。通過透明的玻璃幕墻。室外優美的環境一覽無余。而室內層次分明。氣勢恢弘磅礴。將結構空間和使用功能極富創造性地結合在一起。
2.結構幾何形體與建筑使用要求一致
現代社會的發展不斷對建筑物功能提出新的標準與要求。不同使用功能的建筑要求相應的結構形式與之相適應。如同為高層建筑,高層旅館只需小開間的客房即可.而現代辦公樓則希望有通透的大面積辦公空間。這自然對結構形式提出了不同的要求。建筑物的使用要求涉及面很廣,除了使用空間的大小、形狀外,諸如采光、照明、通風排氣、音響、排水等要求。對結構形式或結構幾何形體的確定。都有比較直接的影響。通風排氣、音響、排水等需要一個優秀的建筑方案。能對這些問題進行創造性的解決。將結構的合理陛與建筑的使用要求進行完美地結合。日本電器總公司大樓就是根據建筑不同的使用要求將內部空間分為3部分。在底層部分形成了一個富有生氣的共享空間。強化了該部分的公共性;在共享空間的上部留有一個寬44m、高16m的風口?梢跃徑怙L對建筑的沖擊力。同時也可以讓柔和的光線灑向底層的共享空間:上部則是比較集中的辦公和會議空間。該建筑的結構形式和建筑內部的各種使用要求以獨具匠心的表現手法巧妙地結合起來。
3.結構體系之間的組合與建筑空間的組合一致
現代建筑向著將大型化、相關聯的功能融為一體的綜合化的方向發展。許多大型的綜合建筑在城市中出現。很多相互關聯的功能常常融為一體,一幢建筑往往容納商業、娛樂、辦公等諸多功能.也可能出現以一種功能為主,周邊依存許多附屬功能的建筑。此時一種單一的結構體系往往難以滿足建筑使用功能的需要。這就要求和建筑的使用功能相對應的不同結構體系組合在一起,方能創造一個合用的空間。這種組合不僅可為水平方向的組合,也可為垂直方向上的組合。Iq本熊本市公園室內運動場空間構成的基本構想是用一個直徑125 m的圓頂覆蓋中心場地。并用不規則的結構覆蓋周邊自由安排的其他設施。結構之間的組合完全和建筑內部空間的組合一致,使之創造出一個優美的建筑形象。猶如一朵白云漂浮在綠色的草坪上。
三 形與意的統一
現代形式豐富的鋼結構體系開辟了形態各異的建筑空間。結構不僅為空間提供有效的支撐。而且可能成為空間形態重要的表現元素。因此在結構體系由“隱沒”到“顯現”的發展過程中。主動利用和展示結構體系的美學特征并加以夸張和表現是現代建筑空間設計的重要趨勢。在建筑空間的創作中要根據設計的意圖。合理利用結構幾何形體來限定人們視覺感受的空間范圍。形成不同的空間輪廓、空間動勢與空間韻律。
1.利用結構構成的空間界面豐富空間輪廓
空間界面不僅是建筑物內部與外部環境的“臨界面”。而且也自然而然地構成了人們身臨其境的“視野屏障”。不同空間界面按不同方式圍合而成的空間輪廓。給人以不同的心理作用。并產生不同的視覺藝術效果。通過結構的合理運用。哪怕只要使得空間界面的某一部分獲得相應的變化。人們對視覺空間的異樣變化就會產生。把兩種或兩種以上的空間界面各自相應的變化加以組合時.就會產生奇妙的空間輪廓,上述那種人們對視覺空間的異樣感受就會因此而“強化”。以空間界面來限定空間。創造豐富多姿的空間輪廓。
伊甸園工程采用了一種雙層弓弦式結構。中央受壓弦桿用截面逐漸縮小的管狀桿件制成。用這種弓弦式結構組成了從15—120m大小不同的穹隆。根據地形和功能將這些穹隆隨意組合,形成了和自然極為和諧的類似生物體結構。內部空間更是變化豐富,不同大的穹隆和不同的自然環境結合產生了不同的空間感受。天光云影通過透明的穹隆映人室內。和周圍環境融為一體。
2.利用結構構成的空間界面以強調空間動勢
現代建筑的空間構圖常?梢越柚诮Y構體形所形成的空間界面的變化。來造成和增強視覺空間向前、向上、旋轉、起伏等動勢感。這不僅能顯示出人類現代文明生活中的速度感與節奏感的加快,適應人們審美心理的變化;同時,在許多情況下這種動勢感在空間序列中還具有吸引與組織人流的功能作用廣州新白云國際機場航站樓就是一個典型的例子。為實現一種新穎的設計風格。航站樓屋頂鋼結構采用了國內跨度最大的曲線結構。整體設計猶如大鵬展翅。主樓如大鵬的身子。東西兩側的候機樓則是大鵬展開的翅膀。突出了與航站樓建筑風格相協調的“向前欲飛”的空間動勢。熬個外觀設計用呈現自然流暢的緩弧形熬體造型。創造了無限延展的視覺想象。蘊涵了機場作為空中橋梁連接世界的美好意愿。這里,由傾斜屋頂與墻面所造成的空間動勢很自然地反映了結構構成的特點。并與該建筑物的使用性質與藝術風格十分相稱。
3.利用結構構成的空間界面以組成特有的空間韻律
如果說空間輪廓變化的有意強化形成了空間動勢的話。那么空間輪廓特征的有意重復便形成了特有的空間韻律。值得注意和借鑒的是,為了適應現代結構及其施工技術的發展。不僅在工業建筑中。而且在民用與公共建筑中.也傾向于重復采用同一結構單元來進行空間組合。這些結構單元的平面多取正方形、六邊形、三角形或圓形等,盡管它們的體形與尺寸都是一樣的。然而通過平面上的交錯組合或剖面上的高低布置。仍然可以造成富于變化并具有一定結構空間韻律的視覺空間藝術效果。倫敦第三機場采用了一種基本的鋼管“樹”結構單元。這座建筑由36個這樣的基本單元組合而成。建筑空間內部的設備布置和頂棚采光也與結構組合相一致,彼此呼應,相互加強,結構形式和空間輪廓不斷重復形成了特有的空間韻律。以簡潔而有力的手法表達了現代機場建筑高效組織和快速流動的概念。
一個好的建筑,建筑與結構必是有機結合的統一體。如奈爾維所說:“建筑是,而且必須是一個技術與藝術的綜合體。而并非是技術加藝術。”因而建筑師在鋼結構建筑的設計時,要將結構內在邏輯規律用藝術的形式表達出來,達到力與形的統一;用合理而優美的結構形式去強化建筑自身的創作意圖,達到形與質的統一。在此基礎上,充分重視建筑的場所特性和人與空間的關系,使技術在更高的層次上與情感的抒發融為一體。
文章轉載請注明轉自《鋼結構招聘網》