建筑结构与形态美

摘 要：随着高新技术在建筑领域的广泛应用,建筑中的科技含量越来越高,结构已成为影响建筑形态的一种新的因素.建筑形态学与结构主义的结合引起了新的空间结构的变化,两者的结合是思想与实践的结合,其推动着建筑设计理念和方法不断地向前迈进.

关 键 词：建筑结构；建筑形态；建筑力学；抗震性

中图分类号：J59文献标志码：A文章编号：1007-0125（2013）11-0224-01

一、引言

建筑的结构是指在建筑物中,由建筑材料做成的用以承受各种荷载,以起骨架作用的空间受力体系.它既能完全隐藏于建筑造型之内,又可因结构本身的艺术美而构成建筑本身,所以说结构是建筑产生空间与形态的唯一工具.实际上,在世界建筑史的长河中,每一次建筑形式的变迁都离不开结构体系的鼎力相助,建筑形态美体系与结构体系是相互促进,共同进步和发展的.

二、建筑结构与形态的发展

中国上古时期“构木为巢”实际上是木结构框架的原始雏型；其后,早期的技术搭建不出大屋顶,但为了体现壮丽和军事防御需要,古人将粗砂、红泥、石灰三者按一定的比例混合,并用夯土技术进行构建高大的城墙和宫室；为了防止屋檐木头被雨水打湿而腐朽,古人发明了斗拱,同时使屋檐出挑得更深远,且丰富了建筑的层次关系；后为了增加等级区别,又创造出了庑殿、歇山、攒尖、硬山、悬山等屋顶样式.

西方早期的许多建筑都是为了神灵而建造,而只有石材才能保证建筑更高更恒久,埃及金字塔、古希腊神庙、古罗马斗兽场、中世纪的教堂等无一不是用石材筑成.为了能够接近“神灵”,于是也就有了古希腊时期经典柱式的出现；为解决排水问题,屋面则被设计成坡顶形式；为了适应功能和结构的需要,后来逐步产生了拱券,尖券,飞扶壁等,于是大跨度空间成为可能；随着各种装饰手法和雕刻艺术的发展,以及室内空间的排列组合,产生了如哥特式、巴洛克、洛可可、文艺复兴式等不同风格的建筑形态.

由此可见,几千年来结构技术的发展对建筑形态的促进作用贯穿了中外建筑史的始终.

三、建筑设计中结构与形态的统一

(一)建筑结构设计与力学美

建筑设计最重要的是需在保证承重与稳定两大体系的前提下,保证结构与形态的统一.

著名的西班牙建筑师圣地亚哥卡拉特拉瓦的作品――密尔沃基市艺术馆（MilwaukeeArtMuseum）是一个将建筑结构的美与建筑形态进行创新的成功案例.2001年由美国《时代》杂志评选的年度设计榜上,该馆被列为头名.建筑师认为建筑的形态美是可以由力学的工程设计表达出来的,该建筑通过机械传动装置将其顶部的两个像翅膀一样张开的钢结构羽翼,在阳光下像海鸟一样慢慢张开,它是一座会动的建筑.

另外,结构形态对建筑物抗震性能有明显影响.震害研究资料表明,一般来说,形状简洁一些的建筑物在遭遇震害时一般破坏较轻,所以我们在进行建筑结构和造型设计时,应遵循和注意以下的抗震要求：1）设计建筑平面结构时需考虑平面凹凸的结构部位更容易产生应力集中或变形集中；2）竖向结构体系沿竖向刚度与强度应尽量分布均匀和连续；3）建筑的质量中心和刚度中心应尽量保持一致以避免建筑产生扭转效应从而加剧结构的破坏.

(二)建筑结构与形态美的结合

1.忠于结构本身

著名的建筑家冯纪忠先生设计的位于上海方塔园之东南角的何陋轩,曾于1999年荣获上海市建国五十周年经典建筑铜奖.该建筑形态的灵感来自浙江民居,四坡顶、弯屋脊、竹梁架、砖地坪、四面环水、古朴自然,与四周竹景浑然天成相互交融别有一番风味.设计者取其情态作为建筑结构特色,可见建筑结构设计的第一要点便是从当下出发,忠于设计.

2.仿生的结构设计

现在越来越多的建筑设计师更青睐于从仿生学的角度,设计出类似某种自然生物结构形态的建筑.例如中国国家体育场“鸟巢”的设计灵感来源于鸟类巢穴的形式,将结构暴露在外,由巨型马鞍形钢桁架编织而成.与“鸟巢”相映衬的是国家游泳中心“水立方”,其设计模拟水分子排列形式设计而成,其膜结构是世界之最,这种创意奇特的形态在建筑结构中从未出现过.这些仿生建筑不仅在形态上把大自然中的事物与人们的生活拉得更近,而且在深层结构中表现为“天人合一”的和谐.

3.朴实的思想造就惊人的发现

现代建筑大师密斯凡德罗的范斯沃斯住宅被称为“看得见风景的房间”,整栋建筑全部由钢和玻璃建造,用8根工字型钢柱支撑地面和顶面,四面落地玻璃.这栋满足了所有梦幻与想象的玻璃房子,以其极端的朴实性,成为既充满争议和又极具浪漫主义的不朽之作.

四、结语

建筑师从事建筑设计及创作的重要目的之一便是追求建筑的形态美,要实现建筑艺术与建筑技术的完美结合,建筑结构与形态的统一既要体现在外在形式上,也要体现在内在规律的结合上.建筑结构体系的创新,为建筑师标新立异的造型设计提供可靠的依据,而建筑造型的发展,又使得结构体系在其更新的道路上不敢怠慢.