建筑線性結構的設計原理論述

陳希娥

天津市輕工業(yè)設計院，天津 300193

1 、建筑線性結構的內(nèi)涵及理論基礎

建筑中的線性結構指的是由統(tǒng)一內(nèi)涵和性質的平面行所組成連續(xù)軌跡，它屬于三維空間里的實體。建筑線性結構具有和線一樣的幾何特征，而且由具體化的物質材料組成構建，構建的長度遠比其截面尺寸大。一般對于建筑線性結構的認定，和線一樣，都取決于對其連續(xù)程度和輪廓的感知。建筑線性結構的理論基礎主要有以下幾種：首先是建筑形態(tài)學理論。建筑形態(tài)學由結構主義和形態(tài)學在建筑領域結合而形成，是現(xiàn)代建筑發(fā)展的結果，也是社會多元化發(fā)展的必然需求。建筑形態(tài)學對于正在流行的其他建筑流派不取代也不否定，與此相反，它通過獨特的科學性來加入到建筑學中，通過材料、力和建筑形式之間關系的運用，巧妙的彌補了材料的局限性，使得很多傳統(tǒng)方法無法解決的問題得到解決，創(chuàng)造出了具備建筑美感且結構精妙的建筑物。其次是新結構主義理論。建筑線性結構是結構主義在時代發(fā)展中所形成的一種新結構主義理論前提下所產(chǎn)生的，它對建筑的非幾何形式和幾何形式、結構表現(xiàn)中建筑表皮的作用、精致的構造等比較重視，對建筑功能進行多思維角度考慮，表現(xiàn)了對生態(tài)、構造、光、表皮、材料等的關注。

2 、建筑線性結構的設計原理分析

2.1 建筑線性結構的設計建造表現(xiàn)

2.1.1 線性結構的材料表現(xiàn)

在建筑創(chuàng)造中，建筑材料所蘊含的表現(xiàn)力和生命力可以說是創(chuàng)造的來源之一。隨著我國材料技術和結構技術的不斷進步，很多結構清晰、造型獨特的優(yōu)秀建筑作品不斷出現(xiàn)，顯示出了新材料和傳統(tǒng)材料的共同魅力。但是，在建筑中每種材料都有與自身更加契合的幾何構件形式，例如，在某些新的結構體系和大跨建筑體系中，由于砌體材料自身的局限性，會被性能更滿足力學性能和更全面的木材類和金屬類材料所代替。在建筑線性結構中，材料的形態(tài)和性能都會以最合理的方式體現(xiàn)出來，使得建筑結構具有獨特的美感，并完成了材料的回歸。從材料的點線面體等表現(xiàn)形式來說，線性結構由具備線的結構性能的相關材料組成，例如竹子、木材、鋼材等。在構筑建筑中這些材料遵循著形式美的均衡與和諧，統(tǒng)一和變化，韻律和節(jié)奏等規(guī)律，充分發(fā)揮其獨特的視覺優(yōu)勢，使得建筑具有豐富多彩的形態(tài)。線性材料的質感、肌理、色彩等物理性能也會帶給建筑生命力的表現(xiàn)。通常人們通過觸覺和視覺對各種材料表面的形態(tài)、紋理、色澤以及溫涼、軟硬等產(chǎn)生獨特的感覺。例如木材給人以舒適、輕松和雅致的感受，鋼材給人細膩、精美的感覺。

2.1.2 線性結構的結構表現(xiàn)

現(xiàn)代建筑線性結構按照空間布置、結構受力和結構材料等，可以分為平面結構形式以及空間結構形式兩大類。平面結構體系包括框架結構和平面桁架結構等?？蚣芙Y構是比較傳統(tǒng)的線性結構，應用較為廣泛，材料的相關性能也越來越合理，從最早的木材、磚石到如今的鋼鐵、鋼筋混凝土等?？蚣芙Y構中柱承受壓力，梁是受彎構件，承受豎向荷載，通過節(jié)點將其傳給柱?？蚣芙Y構具有簡潔明了的傳力方式，在視覺角度給人的感覺較為穩(wěn)定，開窗通亮且空間寬敞。平面桁架結構中的最基本單元是三角形骨架，用料最少。在荷載作用時，桿件所承受內(nèi)力為軸向力，結構變形小、剛度大，具有較強的整體性。平面桁架結構中有很多線性桿件互相交錯，具有重疊的視覺效果，表現(xiàn)力生動。空間結構體系包括樹狀結構和網(wǎng)格結構等。樹狀結構利用仿生學理論來構造和自然數(shù)目非常相似的建筑結構，通過多級分杈和向上生長的形態(tài)使得建筑具有旺盛的生命力和強烈的親和力。網(wǎng)格結構通過離散的線性結構，利用一定的節(jié)點來組裝成三維連續(xù)結構體系。網(wǎng)格結構利用了很多的新工藝、新技術和新材料，是反應現(xiàn)代科技水平的明顯標志之一。網(wǎng)格結構的組成形態(tài)較為簡單，通過簡單形態(tài)的規(guī)則變化和重現(xiàn)，使得持續(xù)生長的有機空間形態(tài)得以合成。

2.2 建筑線性結構的建筑形態(tài)特征

2.2.1 線性結構的建筑空間特征

線性結構的建筑空間特征有模糊性、滲透性和動態(tài)性三方面。在建筑組織中，經(jīng)常有模糊性的空間出現(xiàn)，即所謂的灰空間。因為柱和柱之間的視覺張力和空隙，使得他們所形成的空間和界面具有模糊性。線性結構的建筑空間模糊性使得空間的趣味增強，得以建立起一種似斷非斷、似是而非的空間關系。另外，在線性結構中，建筑界面一般由透明表皮或者線性構件組成，構件的空隙和間隔決定了空間互相間的滲透性。在由膜材或玻璃等透明材料組成界面時，可以形成透明的空間特征。透明的表皮材料和線性構件都能使得建筑界面出現(xiàn)消隱，使得內(nèi)外空間能夠同時感知。由于線性構件本身具有動態(tài)性和方向性，因此線性結構會產(chǎn)生較強的動態(tài)美感。線性結構的動態(tài)包括實動和虛動兩種，實動是能夠直接感受的，通過建筑的運動所表現(xiàn)出來，能展現(xiàn)出結構和建筑的內(nèi)在聯(lián)系；虛動指的是靜止情況下的動態(tài)效果，存在于人的想象中，和心理、生理活動關系密切。

2.2.2 線性結構的建筑意境特征

建筑藝術在高層次的追求之一是意境，是唯美的建筑形式和豐富的建筑內(nèi)容之間的完美統(tǒng)一。建筑一般在視覺藝術的范圍內(nèi)，屬于空間造型藝術，建筑意境指的是建筑師通過建筑符號的運用，在建筑物上所體現(xiàn)出來的精神層面的境界。建筑意境的美感是現(xiàn)代建筑藝術的核心和靈魂，同時是建筑藝術最充實和豐富的體現(xiàn)。建筑意境的塑造促使人們欣賞建筑物的過程中，產(chǎn)生意念和聯(lián)想，在啟發(fā)和領悟中取得功能和形式統(tǒng)一的精神和藝術的融合。線性結構建筑由于其建筑形態(tài)具有獨特性、建筑空間具有戲劇性等特點，使得其在意境的塑造和構成上發(fā)揮出了獨特巧妙之處，促使建筑藝術的意境之美充分體現(xiàn)。

3 、結語

建筑藝術是綜合創(chuàng)造力的表現(xiàn)，與經(jīng)濟、藝術、技術和功能等多種因素相關，線性結構在設計中，以理性理念為基礎，使得結構與建筑、形勢與功能進行完美的融合，從而創(chuàng)造出合理化的空間和動人的形象。本文主要對建筑線性結構的設計原理進行了分析，包括線性結構的設計建造表現(xiàn)和建筑形態(tài)特征，對于我國建筑今后的發(fā)展具有重要的啟發(fā)意義。

[1]布正偉，結構構思論一現(xiàn)代建筑創(chuàng)作結構運用的思路與技巧，北京:機械工業(yè)出版社，2006.

[2]陳啟人，認識現(xiàn)代木建筑，天津:天津大學出版社，2005.

[3]李國強，當代建筑工程的新結構體系，建筑學報，2002，7.