支承結(jié)構(gòu)的消隱與表現(xiàn)
——以尺度為線索的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

楊笑天 李彥鵬 顧樂(lè)明 彭超

YANG Xiaotian,LI Yanpeng,GU Leming,PENG Chao

華東建筑設(shè)計(jì)研究總院

在中小尺度項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)形式選擇多樣且構(gòu)件尺寸小，結(jié)構(gòu)不管是暴露還是隱藏都有較多的選擇余地。例如，直島海之車(chē)站通過(guò)極為纖細(xì)的柱子營(yíng)造極致輕薄的建筑效果，讓纖細(xì)的結(jié)構(gòu)柱與環(huán)境融為一體（圖1）；HOKI美術(shù)館通過(guò)大尺度箱形截面實(shí)現(xiàn)讓人驚嘆的懸挑效果，讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件與建筑功能及效果高度結(jié)合（圖2）；絲帶教堂通過(guò)螺旋步道描繪愛(ài)情故事，讓兩個(gè)相互依靠的螺旋型結(jié)構(gòu)取代通常意義上的梁柱（圖3）。

而對(duì)于機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)館、街區(qū)覆蓋天幕等大尺度的項(xiàng)目，往往由于建筑功能要求，結(jié)構(gòu)跨度動(dòng)輒高達(dá)50～100m甚至更大，可選的結(jié)構(gòu)體系實(shí)際是非常有限的。同時(shí)，結(jié)構(gòu)的重要性和設(shè)計(jì)使用年限往往也有更高的要求，加之考慮臺(tái)風(fēng)、防爆、反恐等偶然因素下結(jié)構(gòu)的安全性，構(gòu)件尺度一般很難做到細(xì)小。在這種情況下，結(jié)構(gòu)與空間如何相互滲透影響，而不是簡(jiǎn)單地被吊頂遮蓋，更加考驗(yàn)建筑師和結(jié)構(gòu)師的功力。本文試圖從不同尺度的項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐中討論結(jié)構(gòu)與建筑之間的制約與互動(dòng)，以及結(jié)構(gòu)作為建筑要素的表達(dá)方式。

1 小型建筑——空間主導(dǎo)的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)

2019年第二屆全國(guó)高校竹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建造大賽中，同濟(jì)大學(xué)“風(fēng)之亭”的結(jié)構(gòu)材料采用了原竹——易彎的管材。本方案的出發(fā)點(diǎn)是做一條有趣的“隧道”對(duì)著周邊的三個(gè)主要出入口，隧道中部抬起宛如風(fēng)拂竹簾，形成開(kāi)合有度、可?？勺叩倪B續(xù)空間（圖4）。

基于通道斷面三角形及中部打開(kāi)的形態(tài)，自然聯(lián)想到“人字柱+邊拱”作為主要的支撐結(jié)構(gòu)。通道的跨度15～20m不等，尺度較大，基于竹材的受力性能，中部立柱自然是最直接的選擇，但強(qiáng)烈的支撐感會(huì)破壞通道的連續(xù)性。為了消解這種不舒適的空間體驗(yàn)，初步設(shè)想把周邊結(jié)構(gòu)及屋面結(jié)構(gòu)做強(qiáng)形成三鉸拱，推力由周邊結(jié)構(gòu)承擔(dān)（圖5），這一策略雖然有機(jī)會(huì)取消中部落柱，但是承重的屋面及周邊結(jié)構(gòu)有違“風(fēng)拂竹簾”的輕盈感。隨后的方案推進(jìn)重點(diǎn)考慮回應(yīng)“輕盈”這個(gè)關(guān)鍵詞，或許高效的鋼拉索和原竹能產(chǎn)生雙贏的化學(xué)反應(yīng)，于是順勢(shì)誕生了弦支梁的結(jié)構(gòu)方案（圖6）。對(duì)著三個(gè)入口，人字柱的鋼拉索托起竹梁形成中部主結(jié)構(gòu)，順應(yīng)原有通道指向性的同時(shí)，中部的三角形拉索也剛好對(duì)應(yīng)著天窗的形態(tài)。索與竹，這兩種極輕材料的組合最大程度弱化了多種元素的混沌感，甚至加強(qiáng)了輕盈屋面的觀感。拉索的出現(xiàn)也解放了屋面的結(jié)構(gòu)，得以實(shí)現(xiàn)較小截面的主梁、檁條及邊拱，最終地形方案從高處到低處依次為觀演舞臺(tái)和休憩空間（圖7）。舞臺(tái)一側(cè)屋面開(kāi)口形態(tài)的最終跨度由16m增加到25m左右，所以采用空間竹拱桁架，也為觀演空間帶來(lái)一絲樂(lè)趣。

1 直島海之車(chē)站

2 HOKI 美術(shù)館

3 絲帶教堂

4 風(fēng)之亭-初始設(shè)計(jì)理念

5 風(fēng)之亭-三鉸拱方案

6 風(fēng)之亭-弦支梁方案

7 風(fēng)之亭-結(jié)構(gòu)圖解

8 風(fēng)之亭-中部拉索與三角天窗

9 風(fēng)之亭-拱桁架

10 風(fēng)之亭-入口

在小尺度項(xiàng)目中，空間是主導(dǎo)的?！帮L(fēng)之亭”這個(gè)項(xiàng)目中，為了避免交叉點(diǎn)的落柱，弦支竹梁的出現(xiàn)正是形態(tài)與動(dòng)線共同塑形的結(jié)果，結(jié)構(gòu)讓位于空間，最終通過(guò)與流線、天窗的呼應(yīng)反而成為空間體驗(yàn)的重要組成，甚至?xí)X(jué)得弦支的結(jié)構(gòu)形態(tài)源自建筑設(shè)計(jì)理念而非出于理性的推導(dǎo)（圖8～10）。模糊的因果關(guān)系，讓結(jié)構(gòu)和建筑緊湊地交互、相得益彰。

2 中型建筑——空間與結(jié)構(gòu)的博弈

在中等尺度的項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)與空間的博弈更有張力，在互相制約中激發(fā)彼此的可能性。

虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1航站樓是一個(gè)中等尺度的改造項(xiàng)目，這類項(xiàng)目對(duì)結(jié)構(gòu)約束較多，一般都面臨比較復(fù)雜的工況，讓既有結(jié)構(gòu)舒服地維持、新建結(jié)構(gòu)自然地呈現(xiàn)，都是值得努力的方向（圖11）。虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1航站樓現(xiàn)存的A樓、B樓和樓前高架，自1960年代建成后，于1980、1990等不同年代多次擴(kuò)建、改造而成。與虹橋T2航站樓相比，T1航站樓及周邊相對(duì)破舊、環(huán)境較差。原有建筑主要面臨三個(gè)棘手的問(wèn)題：混雜的流線、凌亂破敗的幕墻系統(tǒng)及凈高偏低的室內(nèi)空間。

作為項(xiàng)目改建的門(mén)面擔(dān)當(dāng)，A樓的出發(fā)大廳是最大也是最重要的區(qū)域。原15.8m標(biāo)高的混凝土屋面抬高至24.0m，形成高大的室內(nèi)空間；懸挑雨篷由約5m加大至12m以上，使其擋雨范圍明顯增大。在改造策略上，對(duì)于原有的混凝土結(jié)構(gòu)，減小入口處支承柱的受力成為選擇結(jié)構(gòu)方案的出發(fā)點(diǎn)。采用鋼結(jié)構(gòu)輕型屋蓋是最直接的方法，最先被確定下來(lái)。新增結(jié)構(gòu)與原混凝土柱鉸接設(shè)計(jì)也是減少柱受力的有效方法，而能夠?qū)崿F(xiàn)鉸接連接的前提是屋面、立面、雨篷三者形成一體化的整體結(jié)構(gòu)，讓大懸挑雨篷的彎矩與大跨屋蓋的彎矩內(nèi)外自平衡，從而最大程度減小支承柱的彎矩，并能呈現(xiàn)出穩(wěn)重的混凝土基座支托輕盈屋蓋的漂浮感。

11 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-改造前后

與既有結(jié)構(gòu)連接部位的鉸接緩解了老結(jié)構(gòu)的受力壓力，但是由于鋼屋蓋高度較大，新建結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度很小，設(shè)置斜撐是提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度的直接方法。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建議將平屋面改為局部單坡，這一形狀修改不僅有利于結(jié)構(gòu)抗側(cè)，同時(shí)減少了建筑室內(nèi)空間，有利于綠色節(jié)能，結(jié)構(gòu)效率與空間關(guān)系緊密結(jié)合（圖12）。

12 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-出發(fā)大廳改造

13 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-屋蓋結(jié)構(gòu)比選

大致的結(jié)構(gòu)形態(tài)確定后，接下來(lái)就是解決橫向跨越問(wèn)題，24.7m的屋蓋跨度和12m的懸挑雨篷若采用實(shí)腹鋼梁，構(gòu)件尺度會(huì)比較大，為了削弱刻板的支承觀感，采用以軸力桿件為主的更高效的單元化結(jié)構(gòu)體系。方案初步考慮采用拉索或者傘形柱的方案，基于拉索方案可能對(duì)空間產(chǎn)生的壓迫感，于是按照傘形柱方案進(jìn)行深化，把結(jié)構(gòu)高度消化在幕墻一側(cè)，利用三角形穩(wěn)定性，從混凝土柱上立起傘形柱結(jié)構(gòu)和支撐桿件；同時(shí)，傘形單元和斜撐平衡雨篷荷載減小了屋面鋼梁截面，此時(shí)結(jié)構(gòu)作為韻律空間的構(gòu)成，輕松呈現(xiàn)（圖13）。

每個(gè)傘形單元形成后，縱向的相互聯(lián)系依托密而小的結(jié)構(gòu)橫梁，且橫梁兼作遮陽(yáng)百葉，完成了結(jié)構(gòu)與幕墻的一體化設(shè)計(jì)（圖14，15）。由于立面支撐在水平力下會(huì)出現(xiàn)較大的壓力，支撐長(zhǎng)度為11.8m，桿件截面較小時(shí)容易出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。因此采用BRB（防屈曲約束支撐）單元，外徑由250mm減小到180mm，突破極限以求空間韻律。

14 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-改造結(jié)構(gòu)體系圖解

15 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-改造后室內(nèi)全景

節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)同樣重要，雨篷V形斜撐、傘形鋼柱等構(gòu)件均為鉸接節(jié)點(diǎn)，大量采用鑄鋼節(jié)點(diǎn)制作而成，受力明確且便于安裝。傘形柱、支撐、V形屋面梁等結(jié)構(gòu)以簡(jiǎn)潔的三角形穩(wěn)定體系、清晰的受力邏輯，成為有趣的建筑空間中重要的表現(xiàn)要素，給旅客帶來(lái)輕松愉悅的享受（圖16，17）。

在中等尺度的項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)與建筑的互動(dòng)產(chǎn)生了輕松的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和空間體驗(yàn)，既沒(méi)有結(jié)構(gòu)炫技的強(qiáng)烈表達(dá)，也沒(méi)有結(jié)構(gòu)消極滯后服從建筑。相較于明確的梁柱支撐體系，本項(xiàng)目中通過(guò)離散的桿系單元將屋蓋、幕墻以及雨篷有機(jī)整合在一起，視覺(jué)的“粗細(xì)”暗示著背后的“拉壓關(guān)系”，對(duì)于傳遞水平力的需求則隱藏在BRB（Hide-tech）以及一系列三角形元素中，無(wú)法一眼看透激發(fā)理性的推測(cè)，這個(gè)過(guò)程也是充滿趣味的。比較有意思的是，建筑師有意加大了傘形立柱的尺寸（非受力需要），相較于對(duì)所有構(gòu)件“極細(xì)”的追求，這種強(qiáng)化粗與細(xì)的對(duì)比是否也增加了空間的層次感（圖18，19）？

16 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-改造后雨篷設(shè)計(jì)

17 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-幕墻屋蓋一體化設(shè)計(jì)

18 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-傘形立柱的視覺(jué)強(qiáng)化

19 虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)T1 航站樓-傘形立柱鉸接鑄鋼節(jié)點(diǎn)

20 呼和浩特機(jī)場(chǎng)-鳥(niǎo)瞰圖

21 呼和浩特機(jī)場(chǎng)-室內(nèi)效果圖

22 呼和浩特機(jī)場(chǎng)-建筑吊頂邏輯

23 呼和浩特機(jī)場(chǎng)-結(jié)構(gòu)網(wǎng)格

24 呼和浩特機(jī)場(chǎng)-軸測(cè)圖

25 呼和浩特機(jī)場(chǎng)-天窗建筑效果

26 呼和浩特機(jī)場(chǎng)-天窗結(jié)構(gòu)布置

3 大型項(xiàng)目——結(jié)構(gòu)主導(dǎo)的表現(xiàn)方式

在大尺度項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)往往處于主導(dǎo)地位。方案階段，我們便會(huì)介入建筑空間的討論、形態(tài)的生成，以下通過(guò)幾個(gè)大型項(xiàng)目中的結(jié)構(gòu)實(shí)踐，談?wù)勎覀冴P(guān)于結(jié)構(gòu)表現(xiàn)方式的一些思考。

3.1 曖昧的結(jié)構(gòu)——呼和浩特機(jī)場(chǎng)

在呼和浩特機(jī)場(chǎng)的屋蓋設(shè)計(jì)中，我們?cè)噲D讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為建筑肌理，同時(shí)又可以讓大家很容易猜測(cè)到背后的結(jié)構(gòu)邏輯（圖20，21）。設(shè)計(jì)初期建筑師提出了幾點(diǎn)構(gòu)想和要求，首先機(jī)場(chǎng)屋蓋作為大跨度結(jié)構(gòu)，出于功能考慮中柱跨度需要達(dá)到54m；受到當(dāng)?shù)匚幕瘓D騰的啟發(fā)，希望將蒙古包的菱形網(wǎng)格元素用于室內(nèi)吊頂紋路中；希望以4個(gè)18m×72m的大天窗用于采光，同時(shí)希望柱子支撐在天窗處且要盡量纖細(xì)。

對(duì)于跨度54m的屋蓋，很難做到結(jié)構(gòu)完全完美地外露，因此通常最經(jīng)濟(jì)的做法是網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而后通過(guò)吊頂將結(jié)構(gòu)構(gòu)件完全隱藏，但是這種物理性的隱藏使得建筑和結(jié)構(gòu)完全是兩張皮，乘客也就無(wú)法感知結(jié)構(gòu)的韻律美。

本項(xiàng)目中同樣遇到這個(gè)問(wèn)題，結(jié)構(gòu)師并非不想發(fā)揮，而是建筑體量不允許結(jié)構(gòu)師隨意發(fā)揮。結(jié)合室內(nèi)吊頂?shù)牧庑尉W(wǎng)格，結(jié)構(gòu)選用平面桁架結(jié)構(gòu)體系，并嘗試和建筑網(wǎng)格尋找對(duì)位關(guān)系，經(jīng)過(guò)多次試算和協(xié)調(diào)后發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格是能夠與建筑吊頂邏輯完全對(duì)應(yīng)的。于是建筑師和結(jié)構(gòu)師開(kāi)始討論結(jié)構(gòu)外露的可能性，如果結(jié)構(gòu)完全暴露，構(gòu)件尺度比較大且很難做到精致的表達(dá)，于是決定對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件做半暴露處理，僅露出下弦桿的一部分，這樣既能表現(xiàn)結(jié)構(gòu)的邏輯，又能達(dá)到建筑的室內(nèi)效果，這種手法在早先的浦東機(jī)場(chǎng)二期屋蓋設(shè)計(jì)中也有應(yīng)用。當(dāng)乘客行走在辦票大廳時(shí)會(huì)被吊頂?shù)牧庑尉W(wǎng)格所吸引，而無(wú)法一眼察覺(jué)到吊頂?shù)木€條是由結(jié)構(gòu)構(gòu)件所勾勒，由此或許會(huì)引發(fā)一系列揣測(cè)；但如果有心人想要更深層次了解屋蓋時(shí)，就可以通過(guò)吊頂?shù)膭澐肿x懂結(jié)構(gòu)的生成邏輯，從而感知力流的方向，此時(shí)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格就將抽象的力流可視化地表達(dá)了出來(lái)（圖22～24）。

此項(xiàng)目中天窗處的搖擺柱是建筑想要表達(dá)的亮點(diǎn)，但實(shí)際上這是與結(jié)構(gòu)受力相悖的。因?yàn)橥ǔＶ敹际鞘芰ψ畲蟮牡胤?，自然柱頂桁架的?gòu)件尺度也會(huì)很大，天窗打亮后相當(dāng)于將結(jié)構(gòu)最粗壯的地方暴露了出來(lái)。同時(shí)，中部四根柱子每根都要支承近3000m2屋蓋的重量和地震力，常規(guī)做法無(wú)法做到纖細(xì)，因此只能突破原有的結(jié)構(gòu)范式。

結(jié)構(gòu)也同樣從蒙古包中尋找靈感，將中部立柱均做成搖擺柱，宛如蒙古包中間的桅桿，同時(shí)加密周圈的鋼柱間距，這樣地震力就可以通過(guò)結(jié)構(gòu)剛度很大的交叉網(wǎng)格屋蓋傳到四周的鋼柱，而保證中部鋼柱的纖細(xì)（圖25）。同時(shí)天窗處桁架斷開(kāi)并采用拉索吊掛于柱頂，這樣被天窗打亮的就會(huì)是纖細(xì)的鋼索。通過(guò)將結(jié)構(gòu)效率較低的抗彎桁架替換為效率更高的抗拉拉索，搖擺柱與拉索的組合在這樣一個(gè)超大尺度的空間內(nèi)顯得有趣而“格格不入”，這種強(qiáng)烈的不穩(wěn)定感也暗示著背后的力學(xué)邏輯——僅承擔(dān)豎向荷載，這種支承結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)在半藏半露的屋蓋結(jié)構(gòu)的襯托下大大加強(qiáng)了空間的張力（圖26）。

3.2 極限的結(jié)構(gòu)——杭州世紀(jì)中心懸鏈

在大尺度的項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)完全外露作為一個(gè)大概率的導(dǎo)向更值得關(guān)注，我們期望結(jié)構(gòu)哪怕完全展現(xiàn)在面前，卻不會(huì)讓人感覺(jué)其孤立、壓迫甚至高高在上，而是作為空間的一部分自然地呈現(xiàn)。天幕作為街區(qū)覆蓋、商場(chǎng)中庭、景觀廊道等公共空間遮風(fēng)擋雨的上部覆蓋，也需要保證明亮的采光。一方面，通過(guò)選用高效的結(jié)構(gòu)形式和優(yōu)化形態(tài)以盡可能減小結(jié)構(gòu)的尺度，減小結(jié)構(gòu)對(duì)視線和采光的遮擋；另一方面，通過(guò)結(jié)構(gòu)形式、拓?fù)潢P(guān)系和節(jié)點(diǎn)細(xì)部的精細(xì)化設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)貼合并融入建筑的一體化設(shè)計(jì)中。

杭州世紀(jì)中心項(xiàng)目由兩幢高約310m的塔樓和商業(yè)裙樓組成，是杭州市目前已批復(fù)規(guī)劃的最高地標(biāo)建筑。雙塔造型呈獨(dú)特的“H”形，寓意融合精致、和諧、開(kāi)放、大氣的城市精神（圖27）。兩棟塔樓形成空間與力學(xué)上的連接，二者之間的互動(dòng)與制約最終磨合為統(tǒng)一的整體。

“柔性”與“高效”是我們首先想到的，“H”形雙塔之間的懸鏈形天幕主要作為塔樓之間宴會(huì)大廳和屋頂花園的遮陽(yáng)，跨度和垂度都比較大，懸鏈頂前開(kāi)口52～87m，垂度最大約73m，表皮面積約9400m2，是一個(gè)大跨度的復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)，同時(shí)也要求結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)潔、通透，構(gòu)件尺寸盡可能纖細(xì)，這給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)（圖28）。

由于杭州世紀(jì)中心天幕主要承受的幕墻和自重恒荷載都是沿構(gòu)件長(zhǎng)度均勻分布的，符合懸鏈線的理想荷載分布。巧妙的懸鏈方案使得天幕懸垂為自然曲線并吊掛在塔樓上，同時(shí)在地震下又不會(huì)產(chǎn)生相互拉扯影響。最終，懸鏈形式的結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面寬度僅150mm、高度300mm（選用H300×150×6.5×9型鋼），截面高度與跨度的比值達(dá)到1/300，結(jié)構(gòu)效率非常之高。通過(guò)參數(shù)化設(shè)計(jì)與曲面優(yōu)化，微調(diào)懸鏈曲面的形態(tài)，進(jìn)一步改善結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載等復(fù)雜工況下的受力性能，同時(shí)優(yōu)化減小四邊形玻璃板塊的翹曲，實(shí)現(xiàn)建筑、結(jié)構(gòu)、幕墻的一體化設(shè)計(jì)（圖29）。

3.3 異規(guī)的結(jié)構(gòu)——上海馬術(shù)谷

體育建筑因其特殊性，一般球場(chǎng)和田徑場(chǎng)為圓形或橢圓形，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也可以充分利用這一形體通過(guò)張拉索做到極致輕薄，由此將結(jié)構(gòu)構(gòu)件很好地隱藏于環(huán)境當(dāng)中。上海馬術(shù)谷項(xiàng)目中，建筑屋蓋分為飄帶形和貝殼形兩部分，懸挑跨度約為30m，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)“迫不得已”選用了相對(duì)粗壯的桁架結(jié)構(gòu)體系（圖30）。

通常懸挑桁架均采用由上弦、下弦和腹桿組成的規(guī)律性強(qiáng)的平面桁架或空間桁架，但交叉腹桿的建筑效果不好（圖31，32）。如果暴露區(qū)都采用常規(guī)的桁架形式，會(huì)讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件在整個(gè)環(huán)境中顯得尤為突出，并且與馬術(shù)運(yùn)動(dòng)優(yōu)雅的屬性不甚契合。因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將桁架異化處理，原有的平行上弦被改為弧線，使得結(jié)構(gòu)線條更加優(yōu)雅；將原交叉腹桿改為平行腹桿并進(jìn)行加密，這樣腹桿在充當(dāng)受力構(gòu)件的同時(shí)也可像吊頂一樣起到裝飾作用；通過(guò)計(jì)算其受力方式與馬骨的構(gòu)造也有相似之處，當(dāng)有觀眾注意結(jié)構(gòu)時(shí)也可以產(chǎn)生聯(lián)想、共鳴（圖33，34）。

27 杭州世紀(jì)中心-效果圖

28 杭州世紀(jì)中心-懸鏈結(jié)構(gòu)的尺寸

29 杭州世紀(jì)中心-懸鏈局部效果圖

30 上海馬術(shù)谷-鳥(niǎo)瞰圖

31 常規(guī)平面懸挑桁架

32 常規(guī)空間懸挑桁架

33 上海馬術(shù)谷結(jié)構(gòu)馬骨意象

34 上海馬術(shù)谷異規(guī)后的懸挑桁架

35 上海馬術(shù)谷外露區(qū)結(jié)構(gòu)效果

36 G60 科創(chuàng)云廊

37 G60 科創(chuàng)云廊網(wǎng)格實(shí)景

在外露結(jié)構(gòu)中無(wú)法通過(guò)纖細(xì)的構(gòu)件獲得物理上的透明觀感時(shí)，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件進(jìn)行建筑化的處理，使其更加自然地融入建筑與環(huán)境，亦可弱化強(qiáng)支承的體驗(yàn)（圖35）。

4 結(jié)語(yǔ)

在不同尺度的項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)與空間之間的話語(yǔ)權(quán)重是不同的，小空間中結(jié)構(gòu)更應(yīng)該注意不能喧賓奪主，而在中大型空間中，結(jié)構(gòu)與空間的沖突、妥協(xié)與融合讓結(jié)構(gòu)成為可感受、可欣賞的“特殊空間”。上述項(xiàng)目實(shí)踐中結(jié)構(gòu)都是外露或者半消隱，相較于單純地把構(gòu)件做小做細(xì)以獲得純物理上的透明觀感，通過(guò)合理的規(guī)劃力流路徑來(lái)決定構(gòu)件是否參與抵抗風(fēng)、地震等橫向荷載以及構(gòu)件與幕墻吊頂結(jié)合的一體化設(shè)計(jì)，模糊了“強(qiáng)支撐”的刻板印象，努力追求合理的或者合理近旁的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)，同時(shí)這些表現(xiàn)作為一種圖形化的肌理滲透于空間中，讓人感到輕松愉悅。這既是我們對(duì)于小、中、大三種尺度項(xiàng)目中結(jié)構(gòu)與建筑的形態(tài)互相滲透、互相糾纏以獲得多義解讀的空間的理解，也是我們對(duì)于“虛的透明性”的理解。

與“虛的透明性”相對(duì)的，是結(jié)構(gòu)主宰形態(tài)的“實(shí)的透明性”。G60科創(chuàng)云廊就是一個(gè)在以上語(yǔ)境中頗顯爭(zhēng)議的項(xiàng)目，位于上海南部門(mén)戶G60高速旁，是一個(gè)11棟建筑上方的巨型覆蓋。長(zhǎng)約700m、寬約200m、跨度約100m的單層鋁合金網(wǎng)殼在天空中閃閃發(fā)光，可謂是結(jié)構(gòu)強(qiáng)勢(shì)的表達(dá)，在結(jié)構(gòu)造價(jià)和設(shè)計(jì)難度上都付出了巨大的代價(jià)（圖36，37）。

值得討論的是，為什么要選擇這樣一個(gè)高技派的策略？從建成結(jié)果上看，乘飛機(jī)或沿高速進(jìn)入上海第一眼就會(huì)注意到這座結(jié)構(gòu)成就的纖薄的金屬云朵，它的地標(biāo)效應(yīng)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)超過(guò)它的造價(jià)。在這里，視覺(jué)化的技術(shù)表現(xiàn)成為更符合該項(xiàng)目特質(zhì)的權(quán)宜策略。

由此引申出一個(gè)話題，“虛的透明”這種均衡狀態(tài)固然是很多項(xiàng)目的追求，但是否也會(huì)形成一種所謂正確的結(jié)構(gòu)倫理？G60科創(chuàng)云廊這種特殊工況下的“High-tech”是否因?yàn)橥耆Y(jié)構(gòu)主導(dǎo)而僅存物理的透明？這些問(wèn)題可能超出了建筑結(jié)構(gòu)本身的范疇。最后引用結(jié)構(gòu)工程師巴爾蒙德的一句話：“對(duì)于高技派的鋼架、鋼索之類的有限建筑語(yǔ)匯的熱衷，或者只滿足于橫平豎直梁柱體系都是值得質(zhì)疑的。我們所探尋的結(jié)構(gòu)，既非強(qiáng)加的形態(tài)，亦非笨拙的骨架?！?/p>

圖片來(lái)源

圖1～3，33 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)；圖4～10 來(lái)源于同濟(jì)大學(xué)風(fēng)之亭設(shè)計(jì)小組；圖11～13，15，20～26 來(lái)源于華東建筑設(shè)計(jì)研究總院；圖14，16～19 來(lái)源于見(jiàn)聞?dòng)跋?；圖27，29 來(lái)源于綠地集團(tuán)、宋都集團(tuán)；圖28，31，32，34，35 由作者自繪；圖30 來(lái)源于華建集團(tuán)科創(chuàng)中心；圖36，37 來(lái)源于上海通正鋁合金結(jié)構(gòu)工程技術(shù)有限公司。