建筑表现与结构设计的相融性

张洁

摘要：梁思成先生曾说过一句话“建筑是凝固的音乐”。从建筑的高低起伏，建筑的序列和韵律及文化内涵讲，这种概括是深奥而富有哲理的。建筑不仅反映个国家民族的文化艺术特征，还反映出时代的特色。建筑师和工程师应充分发挥自己的想象力，相互了解配合，精心设计，精心施工，创造出优秀的建筑来。

关键词：建筑表现；结构设计；建筑艺术

1 前言

建筑结构是构成建筑的骨架，通过支撑、围合、覆盖等方式形成人类活动的建筑空间，从而满足人类的生产生活需求以及对建筑美的要求，这是结构的建筑功能。建筑结构经过合理的设计、准确的施工，在正常使用条件下可以抵御自身及外部荷载产生的各种作用力，这是建筑结构的结构功能。基于这两项功能的要求，建筑结构在设计时既要考虑结构功能的影响又要满足建筑功能的需求。正确选择和合理解决力的传递方式和作用体系，是优秀结构设计的前提。而从实际出发，综合处理结构与建筑中的各种矛盾，使结构达到物尽其用、用得其所的目的，则是建筑结构要解决的中心问题。

2 建筑表现与结构设计发展中表现出的相融性

建筑的外观形象和风格样式与其材料和结构是相适应的，这种相适应便是相融性的一种表现。在一个历史时期内，建筑的造型反映了人们的审美要求，人们的审美要求又体现了这段时期内的时代文化。而用来建造建筑的材料及结构设计也是社会发展的产物，体现了与这段时期内文化相适应的生产力水平，所以在发展中的任一历史时期内的建筑，其建筑表现与结构设计都是合理相融的。而在发展过程中，建筑材料与技术的进步和建筑形态与表现的发展会出现不同步、分离的现象，这种不相适应便是相融性的另一种表现。建筑材料与技术的进步推动着结构形式的发展，结构形式的创新则会直接影响建筑形态的突破。同时，伴随社会形式的发展，人们对建筑的要求也逐步提高，对建筑功能要求及建筑造型美的要求也促使着建筑结构形式的发展。在这种相互依存、相互促进的发展中不断创作出满足建筑造型要求的新结构形式，并逐步形成新的建筑体系和结构体系。所以可以看出，从建筑出现开始，建筑表现与结构设计就结下了不解之缘。

根据建筑材料及结构形式，以混凝土的发明为分界线，可以将建筑的发展分为两个阶段：第一阶段是对自然建材的粗加工阶段，这个时期的建筑材料主要为自然界的石材、木材、泥浆等，建筑结构形式受建筑材料自然属性约束，结构形式相对单调。建筑形态及表现直接由建筑材料与结构形式体现，稍加对建材的雕饰作为建筑的装饰。如：古希腊的神庙，当时的建筑技术决定它只能采用简单加工的石梁和石柱来建造，这就自然形成了粗壮坚实的建筑形象。因石材自身属性的限制，石梁的跨度不能过大，也就限制了不能建造大空间建筑，所以神庙内部只能石柱林立（图1）。另外中国的木结构建筑，也是这一阶段的代表，根据木材的材料属性，创造出拾梁式构架、穿斗式构架、井干式结构等结构形式，其中斗拱这一木结构形式成为了中国古建筑的代表（图2）。后来，罗马人开始使用混凝土，并发明了拱券结构，有了结构形式的创新，于是拥有大跨度空间的建筑成为可能，创造出与以前大不相同的建筑风格（图3）。第二阶段是钢筋混凝土、钢材、合成薄膜等人工材料的应用带来的结构发展阶段，这个时期材料属性的提高和结构设计的发展，拓展了建筑的创造力，这使得建筑结构形式发展迅速，多样化的结构体系成为建筑形态创新的支持。如：高耸的超高层建筑迪拜塔、反力学的中央电视台总部大楼、运用膜结构的中国水立方等（图4）。这个阶段的建筑设计形式多样，建筑表现与结构设计相互促进发展速度较快，以一方的设想带动另一方的进步，促进了一大批新型结构型式的涌现和新型结构体系的产生，如网架结构、悬索结构、薄壁结构、充气结构、混合结构、高层结构体系等等。

3 结构设计在建筑表现中的作用

采用一定材料，按照一定的力学原理建造的结构，即支撑房屋的“骨骼”，这种结构我们把它称作建筑结构。建筑结构，既存在于自然空间之中，又要服务于建筑自身，所以具有双重属性，在对其设计时既要考虑合理的结构体系未抵御外力的作用，又要符合建筑自身功能的要求，合理划分建筑空间。而建筑空间又可分解为符合功能要求的合用空间和受审美标准制约的视觉空间。所以，建筑在自然空间中要依赖于结构设计来抵抗外部荷载的作用。而合用空间与视觉空间的创作，也要通过结构设计来实现。结构设计在建筑中的地位与作用如下图所示（图5）。

结构设计在建筑表现中的作用可以分为两个阶段：第一阶段是以约束作用占主导地位，这个时期的建筑表现受到结构设计的约束，建筑的结构体系较为直接的表现为建筑的形态与外貌，建筑的形态难有创新。所以这时建筑的结构构件既要满足建筑内部的结构支撑要求，又要满足建筑外部的形态表现，如柱子的雕饰、拱券的弧线等（图6）。第二阶段是以支撑作用占主导地位，这个时期设计出的结构体系可以作为建筑创作的技术支撑，使形态多样的建筑成为可能。该阶段的建筑结构一般不会在建筑形态外貌上有过多表现，但建筑的体型设计都是由相应的结构体系做支撑的。

4 建筑表现在结构设计中的体现

结构的运用作为建筑创作的物质技术手段，不仅直接关系到建筑的安全使用和经济效益，而且也会对建筑空间及其实体的艺术创造产生很大的影响。现代主义建筑的形成和发展，不仅受到功能主义的影响，而且与凸显结构作用的建筑思潮紧密相连。因此，不管我们的主观愿望怎样，结构的运用都会涉及到建筑美学思想范畴。所以需要从建筑表现在结构设计中的体现去理解和探索建筑艺术与建筑技术之间复杂的关系。

首先，我们从“结构合理”与建筑形象美之间的关系来看。结构合理是创造“安全、经济、适用”建筑产品的前提，因而“结构合理”就是建筑中“生活美”的体现，这正如建筑史学家A·慧蒂克在《20世纪欧洲建筑》一书中所说的那样，“在审美经验中，当结构形体表现出与它的功能十分相适时，那么，它就会给人以最大的快感。”结构及其构成的建筑空间形体的形式美乃至艺术美，都应当建立在结构合理的基础上，不能离开两个法则：一个是技术法则，一个是艺术法则。合理结构的形式美和由结构构成的建筑空间形体的艺术美，都是建筑创作中技术法则与艺术法则的相融统一。

其次，“表现结构”与建筑的艺术表现。从建筑艺术的角度来说，“表现结构”所指的是结构实体的形式美，它不能脱离建筑创作的艺术意图而孤立存在。为了服从建筑创作中艺术意图的表达，应充分利用结构所具有的形式美因素，并对结构实体进行艺术加工和艺术处理；以表现建筑的一种性格，创造出完美的文化氛围或艺术气氛，带给人们深刻的视觉印象和心理感受。所以说，表现结构与建筑艺术两者相辅相成，根据具体情况做具体分析，并从中找到理想的答案。

最后，我们未思考“虚假结构”与建筑艺术处理。最早作为工程结构出现的巴黎埃菲尔铁塔，如今已被人们视为法兰西的象征，它的形象之美，是与其合理的结构形式分不开的。然而，从局部来看，该铁塔四座倾斜支撑之间相连的圆弧拱券却是地地道道的“虚假结构”它们仅是装饰而并不承重。但如果取消这四个立面上的“构件”，埃菲尔铁塔就会失去完美。被誉为当今“世界奇观”的悉尼歌剧院，其实就是世界上最复杂的“虚假结构”，因为它并非是“壳体”的组合，而是在百般无奈之下由弧形“肋”拼接而成的一组造型。然而尽管如此，它在这个特定港湾中的环境艺术感染力却经久不衰。这两个特殊的实例，涉及到了建筑审美活动中“心理补偿”原理。但我们不能因为这一点，而去否定美好建筑中的秩序和逻辑。

5 结语

综上所述，可以看出建筑表现与结构设计紧密的相融性，建筑需要结构的支撑，而结构同时又可表现建筑，特别在新颖建筑中，如网架结构、悬索结构、薄膜结构、大跨度空间结构等建筑结构形式更能体现两者的相融，甚至可以说：“建筑就是结构，结构就是建筑”。随着科技的发展、新型材料的应用，建筑与结构将更加密切地结合在一起。