1、结构与建筑概念The Architecture Concepts and Structure叶航明Ye Hangming摘要：在当代的建筑设计中，结构与建筑又呈现出合二为一的趋势。本文将通过实例，试图分析建筑结构在表现建筑概念方面的重要意义以及结构背后的建筑学价值。关键词：结构，建筑概念Abstract:In modern times , there is a tendency that structure and architecture designs will be united. This essay will try to analysis the important signifi
2、cance of structure on expressing the concepts of architecture and its hidden architectural value through several cases.Keywords: Structure , architecture concepts1.建筑设计与结构设计的关系众所周知，构建一个建筑最重要的两个方面无疑是建筑设计和结构设计。建筑结构与建筑设计是两个既相互独立又紧密联系的专业工种。建筑结构解决坚固问题，建筑设计解决功能和美观的问题。建筑设计必须和建筑结构有机结合起来。因为，只有真正符合结构逻辑的建筑才具有真
3、实的表现力和实际的可行性。在工业化以前，建筑师身兼二职，建筑设计与结构设计的协同性自不必说。而工业化之后，作为先进生产力结果的工种细分使建筑师和结构师成为了两种职业。这样的结果是：由于建筑师与结构师在方案阶段之间的交流大大减少，二者的协同性越来越差。为了解决这一问题，建筑师与结构师的交流又变得频繁起来甚至身兼二职的建筑师又登上了历史的舞台。一批结构和概念高度统一的建筑由此诞生。2.契合建筑概念的结构Volta 教学楼是巴塞尔北部工业区的一个教育设施。该建筑的基地是一个原本用于储存油罐的 28m*35m*6m（长/宽/高）的地下大空间。建筑师出于尽量保留原有格局的考虑决定将这个大空间做成体育馆。
4、但是这就意味着，众多小跨度的教室要加在大跨度的体育馆上。为了解决这个问题，结构师针对建筑师提出的构想创造性地采用了整体板-墙承重体系。所有的教室都被做成了一个由钢筋混凝土厚板（250280mm）和承重墙组成的整体墙板结构体系。而这个大家伙则被架在了下方体育馆互相平行的两片混凝土墙之上。通高的承重墙在水平方向均匀划分出 4 个平行的空间，它们形同一片片 4 层楼高的浑粱。同样连续的厚板在垂直方向上划分出 4 个单行的空间，它们既像传统的楼板那样，将荷载传导到承重墙，同时叉起到类似圈粱的作用，将相邻的承重墙蘩密连结到一起，形成一个不可分割的整体结构体系。建筑师与结构工程师通过深入讨论力流在承重墙跟
5、楼板上的传递，确定这些结构构件内预应力钢筋的走向。楼板上的采光口，承重墙上的通道的开设，都以避开主要的预应力钢筋为原则。这就好比桁架结构一样，只需要几个支点，整个体系就被支撑住了。这样一来，建筑是最初的建筑概念就被完美地实现了。上左：Volta 教学楼 上中：基地条件 上右：承重墙预应力配筋及刚索配置下图：楼板预应力钢筋配置3 结构即概念3.1 海因茨伊思勒的壳体“在设计建筑时会注意到一些规则：比如，好的比例，简约，真实，等等。在建造壳体的时候这些原则同样适用。首要任务是设计者的想法，并排除一切不必要的元素。一个完好塑型的壳体是一个占主导性的结构，以至于不必加入其他重要的元素，相反是排他的。壳
6、体是一种结构支撑同时也是一种空问围合它必定是忠于真实的。 ”伊斯勒在此明确表述了一种建筑设计的态度，这一态度表明：在海因茨看来，对于一个完好的壳体来说，它不但承担了结构部件的作用，同时也成为了一种设计概念。3.1.1 壳体的美学价值海因茨对于壳体的执着产生于他的青年时期。自那时起，他就对自然的壳体特别感兴趣：贝壳、蛋壳、花瓣、坚果、洋葱皮，这一切都成了他以后创作的来源。在这许许多多无论是加肋壳体、双曲线壳体或是旋转壳体的物体中，有一点是共同存在的：这些完美塑形的自然壳体都极薄又同时拥有较高的强度。海因茨由此认为壳体都是优化的，是这个宇宙中最优的生态形式。海因茨的壳体试验都是这个法则的结果，也因
7、此都可以用最省的材料达到一定的抗弯和抗剪强度。然而，解决技术问题并非海因茨的初衷。其中蕴含的美学价值才是关键所在。在海因茨的壳体中，建筑的结构形式和建筑概念都是从一个统一的自然法则中提取出来的。这一整体性是对阿尔伯蒂“均整理论”的一种表现形式。3.1.2 壳体作为建筑概念从上一节的论述中，我们已经看到：海因茨把壳体不仅作为技术问题，同时也把它看做是一种建筑概念。在这一导向下，建筑设计和结构设计是交互的。这二者不过是一个事物的两面罢了。壳体成为了建筑史上的一种新形式也是一种空间结构类型。从空间认知的角度看，壳体显得内向、封闭、被包裹。从外部看，由于它优雅的曲线和极小的厚度而形成了开放和轻盈的印象
8、，两者形成了对比。4.结构与建筑概念的高度统一4.2 圣地亚哥卡拉特拉瓦的仿生建筑4.2.1 概述与那些信奉“结构服从建筑形式”的建筑师不同，结构出身的卡拉特拉瓦更希望能达到力与美的融合。他一直试图平衡建构材料、构造节点和艺术造型这三者之间的关系。它的建筑大多在表现结构的韵律与秩序的同时也包含丰富的人文情感和古典韵味。卡拉特拉瓦酷爱自然，崇尚人体，提倡对自然进行直接观察，即“直接观察我们周围自然存在的方式关注一草一木以及自然中一切事物的形态。 ”他的建筑作品大多遵循着自然完美的法则即“自然本身有自己的原则，万事万物次序的原则，最重要的是自然自身化解问题的能力”那些作品也常常被称为“复杂的生命有
9、机体” 。4.2.2 仿生建筑的结构与建筑概念的统一海因茨研究空间效果模型海因茨在实验室的壳体形式研究Deitingen 汽车加油站柯布西耶曾经说过：“房屋是居住的机器。 ”在现代主义者看来，房屋和电视、电灯几乎没有差别，它们都只是机械罢了。但在卡拉特拉瓦看来，建筑是一个有机体。它是自然的另一种表现。卡拉特拉瓦的仿生建筑有两大部分构成：人体仿生与自然仿生。在人体仿生中，以模仿眼睛、手掌、脊椎的建筑为佳。巴伦西亚科学城的天文馆是模仿眼睛的佳作。天文馆的半球体如同悬浮在空中，笼罩在长 110 m ，宽 55.5 m的混凝土和玻璃下。其中可开合的眼帘部分由透明的点式玻璃幕构成，拱形混凝土盖的两端支点
10、可以使“眼帘”与“眼球”分开。当整个天文台在夜晚闭合时，建筑本身与湖面的倒影恰好组成一个完美的眼睛，美不胜收。其中的“眼帘”既是掌管开合的结构构件又是建筑概念的重要组成部分，其高度统一，可见一斑。巴伦西亚科学馆的天文台日景与夜景在自然仿生方面，小到树枝、树叶，大到动物骨骼，都会成为其模仿的对象。以沃连中学的入口雨棚为例（该作品仿生的对象是树叶） 。从中轴向外挑出了数根钢制悬臂梁充当叶脉，而中间用玻璃连接一种当叶肉。经过受力分析，悬臂梁的直径按由大到小设计。同时在表达建筑概念上，这样的设计既表现出了叶脉的秩序和韵律又取得了轻盈了效果。这又是一次建筑概念与结构的高度统一。沃连中学的入口雨棚5.结语
11、建筑作为凝固的艺术，它一直处于不断创新和发展之中。而结构作为建筑设计的基础，为建筑设计的实现提供必要的技术支持。结构设计在建筑中的重要性是不言自明的。一个好的设计概念有时必须要通过结构来实现它，甚至有些时候结构与设计概念会重合。卡拉特拉瓦作为结构出身的建筑师，以他独特的视角，从结构入手，为建筑设计开辟了一片新的天地。一切的一切都证明了：结构在表现建筑概念这一方面确实是有不可忽视的作用的。作为一名建筑师，熟悉各种结构有时也一定会为实现或提出建筑概念提供便利的。参考文献1.邓芳.从结构出发对概念性方案进行推敲J.华中建筑，2012,122.托尼阔特尼克，约瑟夫施瓦茨，汪弢.海因茨伊思勒的建筑J.时代建筑，2013,53.庄巍，刘崧福，技术的作用力圣地亚哥卡拉特拉瓦建筑形态解读J.华中建筑，2007,25（1）
