试论钢结构建筑的和谐美

［建筑是凝固的艺术，道出了建筑本身蕴涵的美学成分，以独有的方式诠释了艺　术的另一种美。而借助于技术的支撑，达到形式与内涵的统一、外在与功能的统一、　形与意的统一，正是建筑美学在力学规律的和谐中创造出独具魅力的艺术美。］　试论钢结构建筑的和谐美　◎天津工业大学李蕙　【摘要】建筑是凝固的艺术，合理与建筑共存的结构，充足适合的功能正是表现建筑艺术美的一种手段。而钢结构　自身所蕴涵的技术美学成分与力学规律的统一，开辟创造出舒适的使用环境。　【关键词】钢结构造型现代建筑　随着现代科学技术的不断发展．　１．１结构受力特征与建筑造型的　统一　这同建筑造型中形式美的规律是一致　的。随着现代钢结构技术的不断发　人们对钢材的广泛研究和对其使用范　围的大胆探索．使得近年来．钢结构建　筑得到了长足的进步。世界各国的设　计师．建筑师发挥丰富的想象力．凭借　雄厚的技术支撑．大胆采用钢结构设　计出惊世骇俗的大型．特大型建筑．如　北京奥运会的主会场　鸟巢”．天津奥　运分会场　雨滴”、电视台新址、国　钢结构受力的基本特点是轴向受　力优于横向受弯、轴向受拉优于轴向　展．平衡与稳定的概念所包含的内涵　更加丰富了。例如广州新白云国际机　场是国内第一个按中枢理念设计和施　受压．多向受力优于单向受力。在此基　础上发展了类型众多的结构体系．在　整体受力状况上有很大的差异，也为现　工的大型国际机场航站楼。屋顶采用　以人字柱支承的大跨度双曲面钢屋　盖．在水平和垂直面投影均为曲线．其　空间架最大连续长度２３７ｍ，主桁架最　代建筑造型提供了丰富多彩的手段。　大跨体系必须着重地研究如何克服屋　盖结构中可能产生的巨大弯矩．由此　发展了刚性体系．柔性体系和组合体　系．而高耸体系则必须注意如何抵抗　水平荷载．导致结构的发展呈现出构　件立体化、巨柱周边化．结构充分利用　不同结构的受力特点或不同材料的力　学性能．使各种结构扬长避短、刚柔并　家大剧院等建筑．这些新建筑的出现　将建筑的艺术美推向一个新的高度。　纵观海内外钢结构著名建筑．不　大跨度７６　ｍ，结构形式新颖。置身于偌　大的机场中无论从哪个角度审视，都能　欣赏到流畅而富于韵律的线条美。　论其外在形体各异．他们有着一个共　性，即达到了建筑的功能、空间和形态　的高度统一．从而成就了建筑和建筑　２形与质的和谐统一　满足建筑的功能需求是结构选型　的美。本文试从三者的和谐统一探讨　钢结构建筑的艺术美。　最基本的前提．也是结构设计的实质　所在。现代钢结构体系应用广泛．可用　于各种类型的建筑如多层住宅、联合　济．从而达到材尽其用的目的。经过合　理的组织和安排．结构的构成方式能　够充分地展现出来　成为建筑表现自　身的有力途径。例如滑铁声国际候车　厅中弧形桁架式三铰索的布置也和弯　矩图中压力和拉力的分布一致．结构　内部的受力特征以最直观的图式呈现　出来，无论在实质上还是在视觉上都　产生非常好的稳定性．与人们习惯的　心理感受完全一致。　１．２结构作用原则与建筑造型的　统一　１力与形的和谐统一　在现代建筑的造型中，可以充分利　厂房、大跨体育建筑、高层的旅馆和办　公楼。这些建筑的使用功能自然各有　不同．为此在结构选型时要力图达到　用结构中符合力学规律和力学原理形　式美的因素达到力与形的统一．来增　强建筑艺术的表现力。历史上一些优　秀的建筑体系．如我国古代木构架建　筑、古罗马石拱穹窿建筑．西欧文艺复　形与质的统一。对使用空间的性质加　以分析．如空间的大小、形状、各部分　的组成关系、以及由于使用要求而提　出的特殊空间要求等．然后对其进行　兴之前的哥特建筑等．都在建筑空间　造型中突出地反映出了结构形式的基　本特征和结构运用的基本技巧。　【作者简介】　综合协调．使所选结构类型满足建筑　的使用功能。　２．１结构覆盖空间与建筑使用空　间一致　结构必须达到自身的平衡与稳　定．才能实现承担荷载、传递内力的作　用。因此根据力学要求对称或不对称　的结构形式都必须保持均衡与稳定．　结构的运用是为了创造合符使用　要求的空间．在结构覆盖的使用空间　李蕙：女，１９６４年１月２２日生，技　术方向：工业与民用建筑，工程师。　中．除了容纳物使用空间以外，还包括了　４２　ＪＳＸＸ０１／２００８　维普资讯 http://www.cqvip.com 结构部分所占的一部分空间。当结构的　覆盖空间与建筑物的使用空间趋近一　致时，不仅可以提高空间的使用效率．　还将为减少照明．采暖时的空调负荷以　空间的组合一致　３．１利用结构构成的空间界面丰　富空间　现代建筑向着将大型化、综合化　功能融为一体的方向发展，许多大型　空间界面不仅是建筑物内部与外　部环境的临界面，而且也自然而然地　的综合建筑在城市中出现．很多相互　关联的功能常常融为一体。一幢建筑　及节约维修费用等创造有利条件。　天津市体育馆的双层球形网壳．　构成了人们身临其境的视野屏障。不　同空间界面按不同方式围合而成的空　间轮廓，给人以不同的心理作用．并产　往往容纳商业、娱乐、办公等诸多功　能，也可能出现以一种功能为主周边　直径有１３５ｍ。建筑顺着主拱中轴线呈　发射状依次连接到混凝土环梁上。网　架贯通整个建筑，形成一个富有层次　的共享空间。通过透明的玻璃幕墙，室　外优美的环境一览无余，而室内层次　分明，气势恢弘磅礴，将结构空间和使　用功能极富创造性地结合在一起。　２．２结构几何形体与建筑使用要　求一致　现代社会的发展不断对建筑物功　能提出新的标准与要求，不同使用功　能的建筑要求相应的结构形式与之相　适应。如高层酒店只需小开间的客房　即可，而现代办公楼则希望有通透的大　面积办公空间。这自然对结构形式提　出了不同的要求。建筑物的使用要求　涉及面很广．除了使用空间的大小、形　状外，诸如采光、照明、通风、排水等．　均对结构形式或结构几何形体的确　定，有比较直接的影响．需要一个优秀　的建筑方案，才能对这些问题进行创　造性的解决．将结构的合理性与建筑　的使用要求进行完美地结合。　日本电器总公司大楼就是根据建　筑不同的使用要求将内部空间分为多　个功能部分，在底层部分形成了一个　富有生气的共享空间，强化了该部分的　公共性。在共享空间的上部留有一个　宽４４ｍ、高１６ｍ的风口．可以缓解风对　建筑的＞中击力，同时也可以让柔和的　光线洒向底层的共享空间。上部则是　比较集中的办公和会议空间．该建筑　的结构形式和建筑内部的各种使用要　求以独具匠心的表现手法巧妙地结合　起来。　２－３结构体系之间的组合与建筑　依存许多附属功能的建筑。此时一种　生不同的视觉艺术效果、通过结构的　单一的结构体系往往难以满足建筑使　合理运用，哪怕只要使得空间界面的　用功能的需要．这就要求和建筑的使　某一部分获得相应的变化，人们对视觉　用功能相对应的不同结构体系组合在　空间的异样变化就会产生。把两种或　起，方能创造一个合用的空间，这种　两种以上的空间界面各自相应的变化　组合不仅可为水平方向的组合．也可　加以组合时，就会产生奇妙的空间轮　为垂直方向上的组合。　廓，上述那种人们对视觉空间的异样感　日本熊本市公园室内运动场空间　受就会因此而强化。　构成的基本构想是用一个直径１２５ｍ　３．２利用结构构成的空间界面以　的圆顶覆盖中心场地，并用不规则的　强调空间动势　结构覆盖周边自由安排的其他设施。　现代建筑的空间构图常常可以借　结构之间的组合完全和建筑内部空间　助于结构体形所形成的空间界面的变　的组合一致，使之创造出一个优美的　化．来造成和增强视觉空间向前、向　建筑形象。　上、旋转、起伏等动势感。这不仅能显　示出人类现代文明生活中的速度感与　３形与意的和谐统一　节奏感的加快．适应人们审美心理的　现代形式丰富的钢结构体系开辟　变化。　了形态各异的建筑空间，结构不仅为　空间提供有效的支撑，而且可能成为　４结束语　空间形态重要的表现元素。　钢结构的使用和探索在近年的快　因此在结构体系由隐没到显现的　速发展是现代建筑大型化的产物，与　发展过程中，主动利用和展示结构体　现代建筑材料的快速发展关系密切，　系的美学特征并加以夸张和表现是现　更为重要的原因，笔者认为，是在钢结　代建筑空间设计的重要趋势。在建筑　构建筑中功能、空间与形态达到的高　空间的创作中要根据设计的意图，合　度和谐统一，以新的结构形式表达了　理利用结构几何形体来限定人们视觉　力学与技术和谐共生的建筑艺术美，　感受的空间范围，形成不同的空间轮　这些绽放的和谐之花，有反过来促进　廓、空间动势与空间韵律利用结构构　建筑结构形式的大胆探索和尝试．将　成的空间界面丰富空间轮廓。　建筑的美推向更高峰。强　【参考文献】　【１］张建荣．建筑结构选型．北京：中国建筑工业出版社，１　９９６　【２］虞季森．大跨建筑结构体系及选型．北京：中国建筑工业出版社，１９９０　【３】奈尔雏著，黄运升译．建筑的艺术与技术．北京：中国建筑工业出版社，【１９８１　【４】宗听聪．钢结构构件和结构体系概论．上海：同济大学出版社，１　９９４　ＪＳＸＸ　０１／２００８：４３