建筑創(chuàng)作中的結(jié)構(gòu)構(gòu)思
建筑結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展與創(chuàng)新,與之對應(yīng)的建筑形式也在時刻地發(fā)生改變。分析建筑歷史上的每一次新的形制、新的風(fēng)格的誕生,無不伴隨著結(jié)構(gòu)技術(shù)的變化。尤其是現(xiàn)在的建筑與以往相比更注重對建筑結(jié)構(gòu)形式的依賴。建筑師開始要求工程師設(shè)計一些在結(jié)構(gòu)上更有價值的方案,工程師德里克.薩格登(Derek Sugden)將之稱作“archi-structure”。
1結(jié)構(gòu)歷史發(fā)展對建筑創(chuàng)作的促進(jìn)
自人類文明以來的建筑,是根據(jù)人的實際需要產(chǎn)生的,受自然物理的限制,并非有意創(chuàng)制形式,更無所謂派別。這個時期建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng),形式特點(diǎn),是由當(dāng)時的科學(xué)技術(shù)、環(huán)境材料決定的??v觀世界古代建筑的發(fā)展歷史,我們可以看到,每個國家的建筑創(chuàng)作不僅受到地域氣候、國風(fēng)習(xí)俗、思想制度、政治經(jīng)濟(jì)等因素的影響,結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展對當(dāng)?shù)亟ㄖ膭?chuàng)作也起到了不可磨滅的推動作用。
1.1中國古代建筑的結(jié)構(gòu)技術(shù)與建筑形式特點(diǎn)
中國古建筑以木材、磚瓦為主要建筑材料,以木構(gòu)架結(jié)構(gòu)為主要的結(jié)構(gòu)方式。此結(jié)構(gòu)方式,由立柱、橫梁、順檁等主要構(gòu)件建造而成,各個構(gòu)件之間的結(jié)點(diǎn)以榫卯相吻合,構(gòu)成富有彈性的框架。中國古代木構(gòu)架有抬梁、穿斗、井干三種不同的結(jié)構(gòu)方式。
中國古代的建筑木構(gòu)架結(jié)構(gòu)很類似今天的框架結(jié)構(gòu),承重與圍護(hù)結(jié)構(gòu)分工明確,屋頂重量由木構(gòu)架來承擔(dān),外墻起遮擋陽光、隔熱防寒的作用,內(nèi)墻起分割室內(nèi)空間的作用。由于墻壁不承重,這種結(jié)構(gòu)賦予建筑物以極大的靈活性,使中國古代的木結(jié)構(gòu)建筑形成優(yōu)美、高貴、幽雅且不乏神秘色彩的形式特點(diǎn)。中國古代的木結(jié)構(gòu)建筑,尤以屋頂造型最為突出,主要有廡殿、歇山、懸山、硬山、攢尖、卷棚等形式。廡殿項也好,歇山頂也好,都是大屋頂,顯得穩(wěn)重協(xié)調(diào)。與中國古代建筑的木結(jié)構(gòu)相比,西方國家建筑師十分善于使用石材營造建筑。古希臘、古羅馬的石匠就掌握了利用石材受壓性能好的特點(diǎn),把結(jié)晶粗沙礫與石灰混合起來,做為石材連接的墊灰,更進(jìn)而用為混凝土,把這種技術(shù)運(yùn)用到大量的建筑事業(yè)上,形成了與中國古代建筑風(fēng)格截然不同的西方建筑。
1.2近代的建筑結(jié)構(gòu)與建筑革命
十九世紀(jì)三十年代的工業(yè)化大生產(chǎn),為建筑技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件,新材料、新結(jié)構(gòu)在建筑中得到了廣泛試驗的機(jī)會。鋼和鋼筋混凝土不僅令近代建筑的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了巨大的變化,而且也使建筑的造型發(fā)生了翻天覆地的改變。1855年貝塞麥煉鋼法(轉(zhuǎn)爐煉鋼法)出現(xiàn)后,在建筑上應(yīng)用鋼材便普遍了。
為了采光的需要,鐵和玻璃這兩種建筑材料配合應(yīng)用,在十九世紀(jì)建筑中獲得了新的成就。1829~1831年最先在巴黎舊王宮的奧爾良廊頂上應(yīng)用了這種鋼構(gòu)件與玻璃配合的建筑方法。這種構(gòu)造方式對后來的建筑有很大的啟示,以至今天隨處可見的玻璃盒子都可以追溯到這個時期,采用鋼構(gòu)件與玻璃作為建筑支撐結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)。
鋼筋混凝土在十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初廣泛地被采用,給建筑結(jié)構(gòu)方式與建筑造型提供了新的可能性。鋼筋混凝土的出現(xiàn)和在建筑上的應(yīng)用是建筑史上的一件大事,在本世紀(jì)頭十年,它幾乎成了一切新建筑的標(biāo)志。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一直到現(xiàn)在仍表現(xiàn)了它在建筑上所起的重大作用。
1.3現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)與建筑創(chuàng)新
在第一次和第二次世界大戰(zhàn)之間,是資本主義國家現(xiàn)代建筑的形成與發(fā)展時期。在建筑上已有了成熟的經(jīng)驗與手法?,F(xiàn)代建筑的思潮已經(jīng)逐漸在世界范圍內(nèi)得到傳播。在第二次世界大戰(zhàn)之后,這個時期的特點(diǎn)是建筑與科學(xué)緊密結(jié)合,建筑技術(shù)的進(jìn)展日新月異,直至今日,建筑結(jié)構(gòu)的變化仍然在潛移默化地影響著建筑創(chuàng)作。
經(jīng)過了兩次大戰(zhàn)之后,建筑科學(xué)技術(shù)有很大的發(fā)展,特點(diǎn)是把十九世紀(jì)以來出現(xiàn)的新材料、新技術(shù)加以完善并推廣使用。高層鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生推動了高層建筑向越來越高的方向發(fā)展,日益增多的電影院、室內(nèi)體育館、展覽館、飛機(jī)庫等大跨度建筑,通過殼體結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)得以實現(xiàn)。新結(jié)構(gòu)、新材料、新技術(shù)推動建筑創(chuàng)新,以難以置信的速度影響著建筑創(chuàng)作。
2結(jié)構(gòu)構(gòu)思對建筑功能與形式的影響
建筑的功能與形式,必須依附于相應(yīng)的結(jié)構(gòu)技術(shù),建筑不可能是脫離了結(jié)構(gòu)技術(shù)的純藝術(shù)創(chuàng)造。依附于結(jié)構(gòu)技術(shù),就不可避免地被結(jié)構(gòu)技術(shù)滲透,表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)技術(shù)的特點(diǎn)。一個成熟的建筑藝術(shù)形式,因此也同時是結(jié)構(gòu)的藝術(shù)形式。一個成熟的建筑風(fēng)格,必然是這兩方面以及相應(yīng)的功能要求的和諧融合,結(jié)構(gòu)構(gòu)思影響建筑創(chuàng)作已經(jīng)成了不爭的事實擺在了建筑師的面前。
在建筑創(chuàng)作過程中,結(jié)構(gòu)構(gòu)思會左右建筑內(nèi)部空間的塑造,建筑師需要根據(jù)建筑內(nèi)部空間的形式進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)思,使結(jié)構(gòu)適應(yīng)形式,最終完成創(chuàng)作。結(jié)構(gòu)構(gòu)思作為建筑創(chuàng)作的重要因素直接影響建筑的外部形體特征。我們可以從建筑形體的不同外部特征入手,分析結(jié)構(gòu)構(gòu)思在建筑創(chuàng)作這一階段所起到的作用。
結(jié)構(gòu)形式或結(jié)構(gòu)幾何形體的確定,直接影響到建筑的使用功能。除了使用空間的大小、形狀及其組合關(guān)系外,諸如建筑的采光、照明、通風(fēng)、排氣、音響、開啟面、排水等要求,很多時候都與建筑結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān),而這些因素卻是我們在進(jìn)行建筑方案創(chuàng)作時容易忽視的。
結(jié)構(gòu)的合理性是在相對意義上講的,主要受材料力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)工作性能的制約。在結(jié)構(gòu)構(gòu)思的最初階段就要注意到,既不能單純地強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)合理而不顧建筑的使用要求,也不可遷就使用要求而給結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工帶來大的弊病和麻煩。富于創(chuàng)造性的構(gòu)思,總是這二者較為完美的結(jié)合。
3結(jié)構(gòu)體系的確定與空間組織
在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)技術(shù)的條件下,空間的組織在水平向和豎向上都具有相當(dāng)大的自由度,現(xiàn)代建筑中有關(guān)空間組織的藝術(shù)手法,如空間的分割、穿插、延伸、開放等,是建筑創(chuàng)作中經(jīng)常使用的方法。在結(jié)構(gòu)基本形式已經(jīng)明確的情況下,結(jié)構(gòu)體系的最終確定與建筑空間的組織調(diào)度必須同步進(jìn)行,二者互相制約,這是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)思時的一個重要方面。
在整體結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)確立的前提下,依據(jù)空間組織需要來合理調(diào)整結(jié)構(gòu)形式,從而可更好地滿足對空間的分割、空間的延伸以及空間的開放要求。根據(jù)空間分割要求處理結(jié)構(gòu)形式,本章從空間的水平向分割、豎直向分割與三維空間的分割三個角度分別加以闡釋;根據(jù)空間延伸效果,可以在結(jié)構(gòu)的底部,也可以在結(jié)構(gòu)的中部和頂部分別進(jìn)行延伸,具體應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的承受性和適應(yīng)性;根據(jù)空間開放程度,可以開放建筑的頂界面,也可以開放建筑的側(cè)界面,以及頂界面,并在結(jié)構(gòu)處理上采取相應(yīng)考慮。按照空間組織的需求考慮具體的結(jié)構(gòu)構(gòu)思,不但可以方便結(jié)構(gòu)計算、施工,帶來良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益,而且對一個優(yōu)秀的建筑師來說,也是進(jìn)行建筑創(chuàng)作創(chuàng)新,開拓設(shè)計思路的好辦法。
結(jié)語
結(jié)構(gòu)是建筑的“骨骼”,建筑結(jié)構(gòu)與建筑形式之間存在某種特定的關(guān)系。無論是從古至今,還是國內(nèi)國外,結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展是導(dǎo)致建筑形式改變的主要因素之一,也是建筑創(chuàng)作創(chuàng)新的重要源泉。建筑創(chuàng)作中結(jié)構(gòu)構(gòu)思可以幫助我們理性地、準(zhǔn)確地理解建筑、設(shè)計建筑,是建筑創(chuàng)作中必不可少的一個創(chuàng)造性思維。了解結(jié)構(gòu)構(gòu)思對建筑創(chuàng)作的影響,熟悉結(jié)構(gòu)構(gòu)思的一些常規(guī)手段,對一個建筑的形式、空間乃至細(xì)節(jié)的設(shè)計都有很大的幫助,是每個建筑師必須掌握的本領(lǐng)。
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