古力銘

【摘要】結(jié)構(gòu)表現(xiàn)屬于大跨度建筑的重要審美領(lǐng)域，具有著技術(shù)美和藝術(shù)美的雙重內(nèi)涵。而大跨度建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的內(nèi)容極廣，包括著結(jié)構(gòu)細(xì)部表現(xiàn)、結(jié)構(gòu)材料的運(yùn)用等多種內(nèi)容，同時(shí)也與歷史文化有著密切的聯(lián)系。所以，在如今這個(gè)技術(shù)與藝術(shù)相融合的時(shí)代，大跨度建筑取得了飛速的發(fā)展。因此，基于這種情況，本文從建構(gòu)角度對大跨度建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的要求進(jìn)行了分析，進(jìn)而對大跨度建筑的建設(shè)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】大跨度建筑；結(jié)構(gòu)表現(xiàn)；建構(gòu)

引言：結(jié)構(gòu)表現(xiàn)不僅能將設(shè)計(jì)手法轉(zhuǎn)化為真實(shí)的建筑，還能夠進(jìn)行具有藝術(shù)性的結(jié)構(gòu)形態(tài)的創(chuàng)造。所以，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)實(shí)際上是貫穿于建筑設(shè)計(jì)的整個(gè)過程的。而從建構(gòu)的角度來說，建筑的藝術(shù)性和技術(shù)性是要保持融合的。所以，盡管利用計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行任何結(jié)構(gòu)體系的分析，卻無法完成對建筑的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的分析，進(jìn)而不利于設(shè)計(jì)者進(jìn)行建筑的創(chuàng)作。因此，本文從建構(gòu)角度，對當(dāng)前流行的大跨度建筑的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)問題進(jìn)行了討論。

1、建構(gòu)視野中的大跨度建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1建筑結(jié)構(gòu)與建筑的高度關(guān)聯(lián)

相較于民用建筑，大跨度建筑的結(jié)構(gòu)與建筑有著更為密切的關(guān)聯(lián)程度。從某種角度上來看，建筑空間的維和、形體構(gòu)筑、形象塑造等內(nèi)容都與結(jié)構(gòu)有著緊密的聯(lián)系。而大跨度建筑的結(jié)構(gòu)與建筑有著高度的關(guān)聯(lián)，幾乎可以認(rèn)為其建筑和結(jié)構(gòu)是一種概念。從本質(zhì)上來看，大跨度建筑的結(jié)構(gòu)體系是建筑創(chuàng)作的根本，而結(jié)構(gòu)的合理性設(shè)計(jì)也處于建筑的核心地位。從建筑結(jié)構(gòu)上來分，大跨度建筑由屋蓋結(jié)構(gòu)和下部支撐結(jié)果所組成，而由于屋蓋結(jié)構(gòu)的技術(shù)難度以及其對建筑空間的影響較為突出，所以是大跨度建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的重點(diǎn)內(nèi)容。而受到力學(xué)規(guī)律的支配，大跨度建筑結(jié)構(gòu)的形態(tài)和使用范圍都有著明確的內(nèi)在規(guī)定，所以建筑構(gòu)思和設(shè)計(jì)將受到這些規(guī)定的影響和制約[1]。

1.2高造價(jià)的結(jié)構(gòu)

相較于其他類型的建筑，大跨度建筑結(jié)構(gòu)顯然具有造價(jià)高的特點(diǎn)。正常的情況下，進(jìn)行大跨度建筑的建設(shè)，需要耗費(fèi)大量的社會勞動(dòng)資源。就拿我國的主體育場方案“鳥巢”來說，在經(jīng)過不斷的優(yōu)化和調(diào)整后，該大跨度建筑仍需要耗費(fèi)22.67億元的工程造價(jià)，用鋼量則達(dá)4.2萬噸。而就目前來看，在國內(nèi)外體育場館中，該建筑的用鋼量最多、規(guī)模最大，同時(shí)也是施工難度最大的建筑工程。因?yàn)樵诮ㄖW(xué)上，結(jié)構(gòu)的重量和跨度并不是正比關(guān)系，而是一種指數(shù)的關(guān)系。具體來說，就是如果一個(gè)建筑的跨度為100米，其用鋼量就會達(dá)到80-100kg/m2，而跨度為200米，用鋼量就將達(dá)到250kg/m2。所以，從這個(gè)例子可以發(fā)現(xiàn)，大跨度建筑具有結(jié)構(gòu)造價(jià)高的特點(diǎn)[2]。

1.3高技術(shù)含量的結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行大跨度建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)、施工、節(jié)能、智能控制等多種技術(shù)問題的綜合考慮，而技術(shù)因素由于建筑物的美學(xué)處理有著密切的關(guān)系。所以，在進(jìn)行大跨度建筑的設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行新技術(shù)和高端技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而使建筑形式具有一定時(shí)代特征。具體來說，在進(jìn)行大跨度建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要考慮的就是所采用的技術(shù)能否滿足建筑的跨度要求。所以，設(shè)計(jì)者首要考慮的就是屋蓋結(jié)構(gòu)中可能產(chǎn)生的巨大彎矩和結(jié)構(gòu)自重的問題，進(jìn)而需要采用相應(yīng)的技術(shù)措施進(jìn)行結(jié)構(gòu)承受荷載和自重間的平衡的保持。而與此同時(shí)，由于大跨度建筑的設(shè)計(jì)需要減輕自重，所以設(shè)計(jì)者需要使用效率較高的結(jié)構(gòu)形式。但是由于結(jié)構(gòu)的有效性越高，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性就越大，所以也就需要使用更多的技術(shù)進(jìn)行建筑的設(shè)計(jì)。因此，大跨度建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有高技術(shù)含量的特征，可以算作是一座城市乃至國家的文明成就的體現(xiàn)[3]。

2、建構(gòu)視野中的大跨度建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的內(nèi)在要求

2.1效能要求

建筑結(jié)果是否合理，主要取決于建筑的結(jié)構(gòu)形態(tài)能否發(fā)揮出其基本的效能。而想要支撐起建筑，建筑的結(jié)構(gòu)就必須能夠承受各種形式的外力，其中包括了建筑物自重、雪荷載、風(fēng)荷載和各種各樣的活荷載等等。同時(shí)，建筑的結(jié)構(gòu)形式、材料運(yùn)用、構(gòu)造處理、結(jié)構(gòu)耐久和技術(shù)可行性等多種因素也會對結(jié)構(gòu)效能的實(shí)現(xiàn)起到重要的影響。所以，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大跨度建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)具有一定的效能要求。而結(jié)構(gòu)的合理性也可以被認(rèn)為是結(jié)構(gòu)的正確性，所以在某種程度上來講，結(jié)構(gòu)的正確性與功能和經(jīng)濟(jì)的真實(shí)性同樣屬于構(gòu)成建筑美學(xué)價(jià)值的重要條件。因此，在完整的結(jié)構(gòu)體系下，合理的結(jié)構(gòu)形態(tài)和恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)布置才能使結(jié)構(gòu)具有正確性。另外，作為一種合理的重力傳承關(guān)系，結(jié)構(gòu)正確性還需要體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化原理、平衡原理和應(yīng)力分配規(guī)律，并需要與建筑的藝術(shù)形式和功能要求保持一致。而在這種情況下，結(jié)構(gòu)材料的效能才能得到最大程度的發(fā)揮[4]。

2.2經(jīng)濟(jì)要求

在進(jìn)行大跨度建筑設(shè)計(jì)的過程中，經(jīng)濟(jì)是決定性的因素。所以，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)評價(jià)和創(chuàng)作時(shí)，結(jié)構(gòu)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是較為重要的依據(jù)。因?yàn)?，無論建筑設(shè)計(jì)的構(gòu)思多么巧妙、方案多么完備，在經(jīng)濟(jì)條件并不允許的情況下，設(shè)計(jì)就會成為無用功。一般情況下，結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性是通過較少的營建費(fèi)用來體現(xiàn)的。而營建費(fèi)用不僅包括人工費(fèi)用和材料費(fèi)用，還要涉及到材料運(yùn)輸、腳手架大致等施工費(fèi)用。所以，評價(jià)結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)中，結(jié)構(gòu)的后續(xù)耐久性也是重要的指標(biāo)之一。另外，隨著人類文明的發(fā)展，建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能問題受到了人們的廣泛關(guān)注。所以，近年來，建筑設(shè)計(jì)中的節(jié)能問題也成為了評建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。而對結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考慮，可以使設(shè)計(jì)者在有限的資源和無限的欲望之間尋找平衡點(diǎn)，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)的合理性。因此，大跨度建筑的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)也有著對經(jīng)濟(jì)的內(nèi)在要求[5]。

2.3藝術(shù)要求

在建筑藝術(shù)中，結(jié)構(gòu)具有著自身獨(dú)特的視覺表現(xiàn)力，是一種重要的藝術(shù)形式。而建筑結(jié)構(gòu)的美不僅體現(xiàn)在宏觀層面上，也體現(xiàn)在中觀和微觀等多層面上。一方面，在宏觀層面，結(jié)構(gòu)的美體現(xiàn)在建筑體型中的雕塑美上。另一方面，在中觀層面，結(jié)構(gòu)的美體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件和空間處理的完美結(jié)合的表現(xiàn)力上。另外，在微觀層面，結(jié)構(gòu)的美就是細(xì)部節(jié)點(diǎn)的精致美。而在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，具有平衡、穩(wěn)定、強(qiáng)度和剛度這四種要求，同時(shí)這四個(gè)基本要求就是建筑形象中對結(jié)構(gòu)的科學(xué)美的要求。所以，結(jié)構(gòu)的科學(xué)美可以體現(xiàn)為建筑結(jié)構(gòu)的平衡的美、穩(wěn)定的美、強(qiáng)度的美和剛度的美。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的過程中，應(yīng)該使結(jié)構(gòu)的科學(xué)美內(nèi)容與視覺空間藝術(shù)美的形式相互融合，進(jìn)而達(dá)成結(jié)構(gòu)技術(shù)與建筑藝術(shù)的統(tǒng)一[6]。

結(jié)論：總而言之，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的重要任務(wù)就是對社會因素、經(jīng)濟(jì)因素、技術(shù)因素和人文因素進(jìn)行綜合，從而利用結(jié)構(gòu)邏輯和形象思維使大跨度建筑具有情感和藝術(shù)的屬性，進(jìn)而展現(xiàn)出建筑的深刻內(nèi)涵和優(yōu)美形式。而當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的傳力方式能夠通過特定的組合構(gòu)建表現(xiàn)出來，就能使人們產(chǎn)生情感的共鳴。所以，在成功的建筑中，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)的作用能夠被清晰的表現(xiàn)出來。因此，本文從建構(gòu)角度對大跨度建筑結(jié)構(gòu)表現(xiàn)問題進(jìn)行的研究，對于促進(jìn)大跨度建筑的發(fā)展有著一定的意義。

參考文獻(xiàn)：

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[6]張龍.結(jié)構(gòu)仿生在大跨度建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].河北工業(yè)大學(xué)，2014.