建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計的相融性

張潔

摘要：梁思成先生曾說過一句話“建筑是凝固的音樂”。從建筑的高低起伏，建筑的序列和韻律及文化內(nèi)涵講，這種概括是深奧而富有哲理的。建筑不僅反映個國家民族的文化藝術(shù)特征，還反映出時代的特色。建筑師和工程師應(yīng)充分發(fā)揮自己的想象力，相互了解配合，精心設(shè)計，精心施工，創(chuàng)造出優(yōu)秀的建筑來。

關(guān)鍵詞：建筑表現(xiàn)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；建筑藝術(shù)

1 前言

建筑結(jié)構(gòu)是構(gòu)成建筑的骨架，通過支撐、圍合、覆蓋等方式形成人類活動的建筑空間，從而滿足人類的生產(chǎn)生活需求以及對建筑美的要求，這是結(jié)構(gòu)的建筑功能。建筑結(jié)構(gòu)經(jīng)過合理的設(shè)計、準(zhǔn)確的施工，在正常使用條件下可以抵御自身及外部荷載產(chǎn)生的各種作用力，這是建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)功能?；谶@兩項功能的要求，建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計時既要考慮結(jié)構(gòu)功能的影響又要滿足建筑功能的需求。正確選擇和合理解決力的傳遞方式和作用體系，是優(yōu)秀結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提。而從實際出發(fā)，綜合處理結(jié)構(gòu)與建筑中的各種矛盾，使結(jié)構(gòu)達(dá)到物盡其用、用得其所的目的，則是建筑結(jié)構(gòu)要解決的中心問題。

2 建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計發(fā)展中表現(xiàn)出的相融性

建筑的外觀形象和風(fēng)格樣式與其材料和結(jié)構(gòu)是相適應(yīng)的，這種相適應(yīng)便是相融性的一種表現(xiàn)。在一個歷史時期內(nèi)，建筑的造型反映了人們的審美要求，人們的審美要求又體現(xiàn)了這段時期內(nèi)的時代文化。而用來建造建筑的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計也是社會發(fā)展的產(chǎn)物，體現(xiàn)了與這段時期內(nèi)文化相適應(yīng)的生產(chǎn)力水平，所以在發(fā)展中的任一歷史時期內(nèi)的建筑，其建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計都是合理相融的。而在發(fā)展過程中，建筑材料與技術(shù)的進(jìn)步和建筑形態(tài)與表現(xiàn)的發(fā)展會出現(xiàn)不同步、分離的現(xiàn)象，這種不相適應(yīng)便是相融性的另一種表現(xiàn)。建筑材料與技術(shù)的進(jìn)步推動著結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展，結(jié)構(gòu)形式的創(chuàng)新則會直接影響建筑形態(tài)的突破。同時，伴隨社會形式的發(fā)展，人們對建筑的要求也逐步提高，對建筑功能要求及建筑造型美的要求也促使著建筑結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展。在這種相互依存、相互促進(jìn)的發(fā)展中不斷創(chuàng)作出滿足建筑造型要求的新結(jié)構(gòu)形式，并逐步形成新的建筑體系和結(jié)構(gòu)體系。所以可以看出，從建筑出現(xiàn)開始，建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計就結(jié)下了不解之緣。

根據(jù)建筑材料及結(jié)構(gòu)形式，以混凝土的發(fā)明為分界線，可以將建筑的發(fā)展分為兩個階段：第一階段是對自然建材的粗加工階段，這個時期的建筑材料主要為自然界的石材、木材、泥漿等，建筑結(jié)構(gòu)形式受建筑材料自然屬性約束，結(jié)構(gòu)形式相對單調(diào)。建筑形態(tài)及表現(xiàn)直接由建筑材料與結(jié)構(gòu)形式體現(xiàn)，稍加對建材的雕飾作為建筑的裝飾。如：古希臘的神廟，當(dāng)時的建筑技術(shù)決定它只能采用簡單加工的石梁和石柱來建造，這就自然形成了粗壯堅實的建筑形象。因石材自身屬性的限制，石梁的跨度不能過大，也就限制了不能建造大空間建筑，所以神廟內(nèi)部只能石柱林立（圖1）。另外中國的木結(jié)構(gòu)建筑，也是這一階段的代表，根據(jù)木材的材料屬性，創(chuàng)造出拾梁式構(gòu)架、穿斗式構(gòu)架、井干式結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形式，其中斗拱這一木結(jié)構(gòu)形式成為了中國古建筑的代表（圖2）。后來，羅馬人開始使用混凝土，并發(fā)明了拱券結(jié)構(gòu)，有了結(jié)構(gòu)形式的創(chuàng)新，于是擁有大跨度空間的建筑成為可能，創(chuàng)造出與以前大不相同的建筑風(fēng)格（圖3）。第二階段是鋼筋混凝土、鋼材、合成薄膜等人工材料的應(yīng)用帶來的結(jié)構(gòu)發(fā)展階段，這個時期材料屬性的提高和結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，拓展了建筑的創(chuàng)造力，這使得建筑結(jié)構(gòu)形式發(fā)展迅速，多樣化的結(jié)構(gòu)體系成為建筑形態(tài)創(chuàng)新的支持。如：高聳的超高層建筑迪拜塔、反力學(xué)的中央電視臺總部大樓、運用膜結(jié)構(gòu)的中國水立方等（圖4）。這個階段的建筑設(shè)計形式多樣，建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計相互促進(jìn)發(fā)展速度較快，以一方的設(shè)想帶動另一方的進(jìn)步，促進(jìn)了一大批新型結(jié)構(gòu)型式的涌現(xiàn)和新型結(jié)構(gòu)體系的產(chǎn)生，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、薄壁結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)體系等等。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑表現(xiàn)中的作用

采用一定材料，按照一定的力學(xué)原理建造的結(jié)構(gòu)，即支撐房屋的“骨骼”，這種結(jié)構(gòu)我們把它稱作建筑結(jié)構(gòu)。建筑結(jié)構(gòu)，既存在于自然空間之中，又要服務(wù)于建筑自身，所以具有雙重屬性，在對其設(shè)計時既要考慮合理的結(jié)構(gòu)體系未抵御外力的作用，又要符合建筑自身功能的要求，合理劃分建筑空間。而建筑空間又可分解為符合功能要求的合用空間和受審美標(biāo)準(zhǔn)制約的視覺空間。所以，建筑在自然空間中要依賴于結(jié)構(gòu)設(shè)計來抵抗外部荷載的作用。而合用空間與視覺空間的創(chuàng)作，也要通過結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑中的地位與作用如下圖所示（圖5）。

結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑表現(xiàn)中的作用可以分為兩個階段：第一階段是以約束作用占主導(dǎo)地位，這個時期的建筑表現(xiàn)受到結(jié)構(gòu)設(shè)計的約束，建筑的結(jié)構(gòu)體系較為直接的表現(xiàn)為建筑的形態(tài)與外貌，建筑的形態(tài)難有創(chuàng)新。所以這時建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)件既要滿足建筑內(nèi)部的結(jié)構(gòu)支撐要求，又要滿足建筑外部的形態(tài)表現(xiàn)，如柱子的雕飾、拱券的弧線等（圖6）。第二階段是以支撐作用占主導(dǎo)地位，這個時期設(shè)計出的結(jié)構(gòu)體系可以作為建筑創(chuàng)作的技術(shù)支撐，使形態(tài)多樣的建筑成為可能。該階段的建筑結(jié)構(gòu)一般不會在建筑形態(tài)外貌上有過多表現(xiàn)，但建筑的體型設(shè)計都是由相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系做支撐的。

4 建筑表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的體現(xiàn)

結(jié)構(gòu)的運用作為建筑創(chuàng)作的物質(zhì)技術(shù)手段，不僅直接關(guān)系到建筑的安全使用和經(jīng)濟效益，而且也會對建筑空間及其實體的藝術(shù)創(chuàng)造產(chǎn)生很大的影響?，F(xiàn)代主義建筑的形成和發(fā)展，不僅受到功能主義的影響，而且與凸顯結(jié)構(gòu)作用的建筑思潮緊密相連。因此，不管我們的主觀愿望怎樣，結(jié)構(gòu)的運用都會涉及到建筑美學(xué)思想范疇。所以需要從建筑表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)設(shè)計中的體現(xiàn)去理解和探索建筑藝術(shù)與建筑技術(shù)之間復(fù)雜的關(guān)系。

首先，我們從“結(jié)構(gòu)合理”與建筑形象美之間的關(guān)系來看。結(jié)構(gòu)合理是創(chuàng)造“安全、經(jīng)濟、適用”建筑產(chǎn)品的前提，因而“結(jié)構(gòu)合理”就是建筑中“生活美”的體現(xiàn)，這正如建筑史學(xué)家A·慧蒂克在《20世紀(jì)歐洲建筑》一書中所說的那樣，“在審美經(jīng)驗中，當(dāng)結(jié)構(gòu)形體表現(xiàn)出與它的功能十分相適時，那么，它就會給人以最大的快感?！苯Y(jié)構(gòu)及其構(gòu)成的建筑空間形體的形式美乃至藝術(shù)美，都應(yīng)當(dāng)建立在結(jié)構(gòu)合理的基礎(chǔ)上，不能離開兩個法則：一個是技術(shù)法則，一個是藝術(shù)法則。合理結(jié)構(gòu)的形式美和由結(jié)構(gòu)構(gòu)成的建筑空間形體的藝術(shù)美，都是建筑創(chuàng)作中技術(shù)法則與藝術(shù)法則的相融統(tǒng)一。

其次，“表現(xiàn)結(jié)構(gòu)”與建筑的藝術(shù)表現(xiàn)。從建筑藝術(shù)的角度來說，“表現(xiàn)結(jié)構(gòu)”所指的是結(jié)構(gòu)實體的形式美，它不能脫離建筑創(chuàng)作的藝術(shù)意圖而孤立存在。為了服從建筑創(chuàng)作中藝術(shù)意圖的表達(dá)，應(yīng)充分利用結(jié)構(gòu)所具有的形式美因素，并對結(jié)構(gòu)實體進(jìn)行藝術(shù)加工和藝術(shù)處理；以表現(xiàn)建筑的一種性格，創(chuàng)造出完美的文化氛圍或藝術(shù)氣氛，帶給人們深刻的視覺印象和心理感受。所以說，表現(xiàn)結(jié)構(gòu)與建筑藝術(shù)兩者相輔相成，根據(jù)具體情況做具體分析，并從中找到理想的答案。

最后，我們未思考“虛假結(jié)構(gòu)”與建筑藝術(shù)處理。最早作為工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的巴黎埃菲爾鐵塔，如今已被人們視為法蘭西的象征，它的形象之美，是與其合理的結(jié)構(gòu)形式分不開的。然而，從局部來看，該鐵塔四座傾斜支撐之間相連的圓弧拱券卻是地地道道的“虛假結(jié)構(gòu)”它們僅是裝飾而并不承重。但如果取消這四個立面上的“構(gòu)件”，埃菲爾鐵塔就會失去完美。被譽為當(dāng)今“世界奇觀”的悉尼歌劇院，其實就是世界上最復(fù)雜的“虛假結(jié)構(gòu)”，因為它并非是“殼體”的組合，而是在百般無奈之下由弧形“肋”拼接而成的一組造型。然而盡管如此，它在這個特定港灣中的環(huán)境藝術(shù)感染力卻經(jīng)久不衰。這兩個特殊的實例，涉及到了建筑審美活動中“心理補償”原理。但我們不能因為這一點，而去否定美好建筑中的秩序和邏輯。

5 結(jié)語

綜上所述，可以看出建筑表現(xiàn)與結(jié)構(gòu)設(shè)計緊密的相融性，建筑需要結(jié)構(gòu)的支撐，而結(jié)構(gòu)同時又可表現(xiàn)建筑，特別在新穎建筑中，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)、大跨度空間結(jié)構(gòu)等建筑結(jié)構(gòu)形式更能體現(xiàn)兩者的相融，甚至可以說：“建筑就是結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)就是建筑”。隨著科技的發(fā)展、新型材料的應(yīng)用，建筑與結(jié)構(gòu)將更加密切地結(jié)合在一起。