譚文娟（山東工藝美術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014）

論建立建筑師結(jié)構(gòu)性思維的重要性

譚文娟（山東工藝美術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014）

建筑所必須遵循的自然規(guī)律是我們窮盡畢生之力也是無(wú)法更改的，結(jié)構(gòu)可以不需要建筑而獨(dú)立存在，但沒(méi)有任何建筑不存在結(jié)構(gòu)，建筑的各個(gè)空間的構(gòu)成必須依附于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的支撐，建筑的外表應(yīng)該與它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及所使用的材料相符。按照功能進(jìn)行設(shè)計(jì)是建筑學(xué)現(xiàn)代語(yǔ)言的普遍原則，而安全性是建筑物功能組成的首要考慮因素。

建筑；結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)性思維

建筑是我們?nèi)祟愇镔|(zhì)生存、生活必需的庇護(hù)所，也是精神生活的一個(gè)重要載體。從古人的洞穴、原始棚屋，到現(xiàn)在的紛紛總總的各色建筑，在人類歷史發(fā)展的進(jìn)程中，建筑扮演的角色越來(lái)越重要，越來(lái)越成為現(xiàn)代人類生活的主導(dǎo)之一。尤其近百年來(lái)，世界范圍內(nèi)的建筑業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得建筑師成為了一項(xiàng)令人羨慕的職業(yè)，這種肩負(fù)著技術(shù)和藝術(shù)雙重責(zé)任的設(shè)計(jì)師得到了社會(huì)的超乎想象的尊重，與其同時(shí)，建筑教育也風(fēng)生水起，熱門一時(shí)。從我國(guó)目前207所院校設(shè)立了建筑學(xué)這個(gè)專業(yè)來(lái)看，確實(shí)是一番欣欣向榮之景象。從辯證唯物主義的發(fā)展觀來(lái)看，萬(wàn)事萬(wàn)物皆為矛盾體，都有其兩面性，建筑設(shè)計(jì)行業(yè)也在無(wú)限的榮光之中，漸漸流露出令人擔(dān)心的一面。

在古老的建筑中，工匠從設(shè)計(jì)到施工是全面手，能夠全部包攬。而在當(dāng)今，建筑各專業(yè)越來(lái)越細(xì)化，不僅僅是設(shè)計(jì)和施工完全分離，就僅僅單體建筑設(shè)計(jì)而言，也是精細(xì)地劃分出了建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備等分支，其中建筑師是龍頭，統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。正因如此，對(duì)建筑師而言，在承擔(dān)責(zé)任和享受榮耀的同時(shí)，必須有足夠的知識(shí)儲(chǔ)備和廣泛的知識(shí)領(lǐng)域，才能與責(zé)任和榮耀相擔(dān)當(dāng)。馬里奧·薩瓦多里曾說(shuō)過(guò)：“現(xiàn)今一位好建筑師，必須是一名通才?！倍@其中，盡管會(huì)有專門的結(jié)構(gòu)工程師與其配合，建筑師合理的有效的結(jié)構(gòu)性思維尤其重要。按照功能進(jìn)行設(shè)計(jì)是建筑學(xué)現(xiàn)代語(yǔ)言的普遍原則，“安全、實(shí)用、美觀、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、可持續(xù)”也是每個(gè)建筑設(shè)計(jì)人的工作宗旨和執(zhí)業(yè)操守。

在各種現(xiàn)代主義、后現(xiàn)代主義、解構(gòu)主義、生態(tài)建筑、智能建筑、高技派等各種的理論概念中，沒(méi)有堅(jiān)定的清晰的結(jié)構(gòu)性思維，即建筑結(jié)構(gòu)必須遵循自然規(guī)律這一不可更改的原則，建筑師很容易在設(shè)計(jì)中迷失自我?，F(xiàn)在的建筑師走極端的情況基本可以分為兩部分，其中很大一部分建筑師走上了一條平庸之路，不求奇、不求怪，但也不創(chuàng)新，重復(fù)地繪制著沉悶乏味的工廠流水線式的施工圖，更有甚者，是照葫蘆畫瓢的模仿與抄襲；另一小部分建筑師缺越來(lái)越深陷于表象、符號(hào)中不能自拔，盲目地追求奇異的造型，棄結(jié)構(gòu)如敝履。無(wú)論是其中的那一種，都拋棄了對(duì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知與探索，甚至在無(wú)意之中，形態(tài)違背了結(jié)構(gòu)。無(wú)論我們的科技怎么先進(jìn)，無(wú)論我們的經(jīng)濟(jì)怎么發(fā)達(dá)，建筑所必須遵循的自然規(guī)律是我們窮盡畢生之力也是無(wú)法更改的，結(jié)構(gòu)可以不需要建筑而獨(dú)立存在，但沒(méi)有任何建筑不存在結(jié)構(gòu)，建筑的各個(gè)空間的構(gòu)成必須依附于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的支撐，建筑的外表應(yīng)該與它的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)以及所使用的材料相符。即便是解構(gòu)主義大師、英國(guó)著名建筑師扎哈·哈迪德也無(wú)法繞開(kāi)結(jié)構(gòu)先導(dǎo)的原則。盡管這個(gè)建筑女魔頭曾說(shuō)過(guò)：“過(guò)去我認(rèn)定有無(wú)重力的物體存在，而現(xiàn)在我已經(jīng)可以確信建筑就是無(wú)重力的，是可以飄浮的?！钡系碌臄?shù)字化與參數(shù)化建筑，仍然在詩(shī)意與美化的同時(shí)，無(wú)法保證其所有建筑方案的營(yíng)造建筑物與地面若即若離的狀態(tài)都能付諸實(shí)施。正如普利策獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)評(píng)委羅爾夫·費(fèi)赫爾鮑姆對(duì)哈迪德設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)：“在構(gòu)造建筑實(shí)體之外，扎哈·哈迪德已從根本上拓展了具有空間清晰度的建筑結(jié)構(gòu)體系?！苯Y(jié)構(gòu)合理與安全是建筑設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)繞不開(kāi)的原則，說(shuō)到重力和荷載，又有哪一棟建筑能夠擺脫地心引力而成為空中花園？設(shè)計(jì)師所能做的，只是最大限度地用最少的材料消耗建造最安全的房子。結(jié)構(gòu)確保了建筑物能夠承受各種使用荷載，而堅(jiān)固地矗立在原地，建筑安全是由結(jié)構(gòu)構(gòu)件來(lái)提供的。建筑師唯有對(duì)結(jié)構(gòu)理論、荷載的傳遞路徑有著清晰的認(rèn)知后，方能更好地有效的設(shè)計(jì)出堅(jiān)固、美觀、實(shí)用的建筑方案，從而避免造成材料的浪費(fèi)，甚至是嚴(yán)重的工程事故。

2004年3月，由保羅·安德魯設(shè)計(jì)的成名作巴黎戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)2E候機(jī)樓的一個(gè)屋頂結(jié)構(gòu)突然發(fā)生倒塌，其結(jié)構(gòu)為一寬度接近30m，厚度為300mm殼體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，即使有專業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師，用現(xiàn)有的精準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)軟件，也無(wú)法準(zhǔn)確的計(jì)算和分析其荷載的分布以及傳遞。該事故的最后調(diào)查結(jié)果：導(dǎo)致屋頂?shù)顾闹苯釉蚴墙Y(jié)構(gòu)安全度低，混凝土的拱形頂棚的彈力不足，而被金屬柱刺穿，裂縫又加深削弱了結(jié)構(gòu)。恰巧的是，同年9月，安德魯設(shè)計(jì)的迪拜國(guó)際機(jī)場(chǎng)的3E航站樓在建設(shè)過(guò)程中也發(fā)生了坍塌；而他設(shè)計(jì)的上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)，外形設(shè)計(jì)成振翅欲飛的海鷗，給結(jié)構(gòu)和實(shí)際的施工帶來(lái)了很大的技術(shù)難題。每次事故的發(fā)生，有其偶然性，更有其必然性。著名科學(xué)家何祚麻直言不諱地指出：“安德魯?shù)脑O(shè)計(jì)過(guò)于著重形式，疏忽了安全因素?！焙甏蟆?fù)雜和創(chuàng)新是安德魯建筑設(shè)計(jì)的標(biāo)志，也可能是他設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)，但安德魯對(duì)事故的回應(yīng)，“我不認(rèn)為我有任何過(guò)錯(cuò)，”、“我雖無(wú)法詳細(xì)就每個(gè)技術(shù)問(wèn)題一一解釋，但我可以告訴大家，我的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)世界上普遍認(rèn)可的安全標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，絕對(duì)不可能是一個(gè)有安全隱患的建筑?！弊屛覀儚闹锌闯鲞@位世界一流設(shè)計(jì)大師對(duì)結(jié)構(gòu)安全的忽視，更別提在設(shè)計(jì)中始終保持結(jié)構(gòu)性思維了。

一位合格的建筑師，有著正確的結(jié)構(gòu)性思維是必須的，也是能助其成為優(yōu)秀建筑師的必備條件。優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)大師兼建筑師皮埃爾·奈爾維認(rèn)為：“結(jié)構(gòu)的科學(xué)理論將為建筑設(shè)計(jì)提供無(wú)限的可能性?！边@位大師借助于其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的嫻熟掌握，以嶄新的結(jié)構(gòu)方案促成了卓越的美麗的富有想象力的建筑方案，其設(shè)計(jì)的羅馬小體育館是建筑形態(tài)與結(jié)構(gòu)完美結(jié)合的典范。另一位建筑與結(jié)構(gòu)大師卡拉特拉瓦，一位結(jié)構(gòu)工程博士，卻創(chuàng)造出了無(wú)與倫比的以純粹結(jié)構(gòu)形成的具有詩(shī)一般的非凡表現(xiàn)力的橋梁與建筑，令建筑師們羨慕不已。借助于自己對(duì)力學(xué)的精準(zhǔn)的掌握，各種結(jié)構(gòu)形態(tài)的準(zhǔn)確認(rèn)知，師從于大自然中樹(shù)木鳥(niǎo)蟲(chóng)的隱含著自然的美的力學(xué)形態(tài)，使得他對(duì)結(jié)構(gòu)和建筑美學(xué)之間的融會(huì)貫通達(dá)到了爐火純青的境界，在他的作品中，建筑的結(jié)構(gòu)和藝術(shù)美學(xué)渾然一體。文藝復(fù)興的建筑巨匠們，也會(huì)把結(jié)構(gòu)想象力作為新創(chuàng)造的出發(fā)點(diǎn)。這些建筑巨匠們從古代數(shù)學(xué)家完美的數(shù)學(xué)模型中得到了啟發(fā)，認(rèn)為完美的數(shù)學(xué)模型構(gòu)成的建筑必定也是完美的。布魯乃列斯基，是一位著迷于幾何學(xué)的偉大數(shù)學(xué)家、器具及鐘表等機(jī)械的技師及發(fā)明家，其設(shè)計(jì)的佛羅倫薩百花圣母大教堂的巨大穹頂，就擯棄了古羅馬的石材或混凝土拱頂，而獨(dú)創(chuàng)了木結(jié)構(gòu)的穹頂，而梁柱結(jié)構(gòu)和拱券結(jié)構(gòu)的混合使用，造就了世界第一大教堂——圣彼得大教堂。

功能主義建筑的泰斗、現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的杰出代表勒·柯布西耶，在20世紀(jì)20年代提出了的5個(gè)建筑學(xué)新觀點(diǎn)：底層架空柱、屋頂花園、自由平面、自由立面以及橫向長(zhǎng)窗。而這個(gè)具有劃時(shí)代意義的新觀點(diǎn)，得益于他對(duì)框架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的熟練掌握，承重柱的出現(xiàn)，把厚重的墻體從建筑中解放出來(lái)，可以靈活的設(shè)置，而不受制于樓板的限制，可以設(shè)置橫向的長(zhǎng)窗，從而使室內(nèi)空間得到更充足的陽(yáng)光。另一位大師，密斯范德羅在建筑界留名青史，則得益于他對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)和玻璃在建筑中的應(yīng)用探索，這位鋼鐵和玻璃建筑結(jié)構(gòu)之父，提出了“少就是多”的口號(hào)，雖沒(méi)有受過(guò)專業(yè)的建筑學(xué)教育，但是通過(guò)年輕時(shí)在父親的雕塑店里的學(xué)習(xí)，使他對(duì)建筑材料的認(rèn)識(shí)有了第一手的資料，并能根據(jù)他們的力學(xué)性能很好的運(yùn)用到建筑當(dāng)中，從而創(chuàng)立了鋼鐵和玻璃建筑結(jié)構(gòu)，并把他帶到了建筑的前沿，而他的骨架外露以及極端簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)風(fēng)格也很好地踐行了他的“少就是多”的建筑哲學(xué)思想。日本建筑界三杰之一的黑川紀(jì)章，新陳代謝派的創(chuàng)始人之一，“建筑做為一種結(jié)構(gòu)”的理論是他對(duì)未來(lái)建筑的預(yù)言，他設(shè)計(jì)的中銀艙體樓，則是對(duì)此理論的一個(gè)很好的佐證，建造永久性的結(jié)構(gòu)，然后插入居住艙體。后者可以隨時(shí)更換。黑川紀(jì)章用140個(gè)6面艙體懸掛在兩個(gè)混凝土筒體上，組成不對(duì)稱的、中分式樓。在仔細(xì)琢磨的小房間里，配有磁帶收音機(jī)、高保真音響、計(jì)算機(jī)和浴廁，沒(méi)有一寸多余的空間。時(shí)間過(guò)去了半個(gè)世紀(jì)，自理論仍是對(duì)資源日益緊張、環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的當(dāng)今建筑有很好的指導(dǎo)意義。

從以上綜述可以明顯的可以看出，在建筑各專業(yè)精細(xì)劃分的今天，建筑和結(jié)構(gòu)之間的工作領(lǐng)域也不是截然分開(kāi)的，而是相互交織的，從市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)來(lái)看，建筑師起著領(lǐng)導(dǎo)作用，但實(shí)際上結(jié)構(gòu)是起決定性作用的重要因素，建筑的美、建筑的安全、建筑的造價(jià)都離不開(kāi)結(jié)構(gòu)形式的正確選擇。但是縱觀我們現(xiàn)在的建筑學(xué)教育，卻令人擔(dān)憂，我們建筑學(xué)專業(yè)的學(xué)生們沉浸于各種建筑文化和理論中，盲目的向往西方的現(xiàn)代建筑，他們只是看到了西方建筑或宏達(dá)或精美的外型，只是了解到了片段式的所謂記號(hào)學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)各種建筑理論，殊不知，所有這些都有其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐暾慕Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，離開(kāi)了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的支撐，這些建筑只能是空中樓閣。這不能歸咎于我們的剛?cè)腴T建筑業(yè)的莘莘學(xué)子們，同樣從西方借鑒而來(lái)的我們的現(xiàn)代建筑教育，有其不完善的方面，尤其是培養(yǎng)建筑學(xué)學(xué)生們的結(jié)構(gòu)性思維方面，無(wú)論是老牌的建筑老八校還是新興的各種院校，建筑力學(xué)與建構(gòu)的課程都是少之又少，常規(guī)的是五年制教育中僅設(shè)有建筑力學(xué)和建筑結(jié)構(gòu)兩門關(guān)于結(jié)構(gòu)的課程，課時(shí)安排也是少得可憐，而師資更不用說(shuō)了，基本都是由工程學(xué)院的老師來(lái)?yè)?dān)任，很容易就陷于了數(shù)學(xué)計(jì)算當(dāng)中，大大打擊學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的興趣、積極性和主動(dòng)性，另外，我們的職業(yè)注冊(cè)建筑師考試對(duì)目前的這種狀況推波助瀾，考試試題設(shè)置中關(guān)于結(jié)構(gòu)部分的考察基本都是計(jì)算。建筑師的結(jié)構(gòu)性思維并不是精通數(shù)學(xué)計(jì)算，而是對(duì)各種結(jié)構(gòu)材料的屬性的認(rèn)知，對(duì)各種結(jié)構(gòu)的構(gòu)成和荷載的傳遞路徑的正確的認(rèn)知以及在實(shí)踐中積累出的對(duì)結(jié)構(gòu)安全合理性的本能感知。所以，培養(yǎng)和建立建筑師的結(jié)構(gòu)性思維當(dāng)是我們建筑教育的重中之重的任務(wù)，必須盡快重視起來(lái)。

TU201

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1007-7359（2016）02-0015-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.02.004

譚文娟（1976-），女，山東煙臺(tái)人，畢業(yè)于山東建筑工程學(xué)院，學(xué)士；副教授，主要從事建筑構(gòu)造和建筑力學(xué)方面的教學(xué)工作。