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建筑创作中的结构构思
来源: | 作者:architecture-96 | 发布时间: 2016-11-28 | 439 次浏览 | 分享到:
建筑结构不断发展与创新,与之对应的建筑形式也在时刻地发生改变。分析建筑历史上的每一次新的形制、新的风格的诞生,无不伴随着结构技术的变化。尤其是现在的建筑与以往相比更注重对建筑结构形式的依赖。
建筑结构不断发展与创新,与之对应的建筑形式也在时刻地发生改变。分析建筑历史上的每一次新的形制、新的风格的诞生,无不伴随着结构技术的变化。尤其是现在的建筑与以往相比更注重对建筑结构形式的依赖。建筑师开始要求工程师设计一些在结构上更有价值的方案,工程师德里克.萨格登(Derek Sugden)将之称作“archi-structure”。
1结构历史发展对建筑创作的促进
自人类文明以来的建筑,是根据人的实际需要产生的,受自然物理的限制,并非有意创制形式,更无所谓派别。这个时期建筑的结构系统,形式特点,是由当时的科学技术、环境材料决定的。纵观世界古代建筑的发展历史,我们可以看到,每个国家的建筑创作不仅受到地域气候、国风习俗、思想制度、政治经济等因素的影响,结构技术的发展对当地建筑的创作也起到了不可磨灭的推动作用。
1.1中国古代建筑的结构技术与建筑形式特点
中国古建筑以木材、砖瓦为主要建筑材料,以木构架结构为主要的结构方式。此结构方式,由立柱、横梁、顺檩等主要构件建造而成,各个构件之间的结点以榫卯相吻合,构成富有弹性的框架。中国古代木构架有抬梁、穿斗、井干三种不同的结构方式。
中国古代的建筑木构架结构很类似今天的框架结构,承重与围护结构分工明确,屋顶重量由木构架来承担,外墙起遮挡阳光、隔热防寒的作用,内墙起分割室内空间的作用。由于墙壁不承重,这种结构赋予建筑物以极大的灵活性,使中国古代的木结构建筑形成优美、高贵、幽雅且不乏神秘色彩的形式特点。中国古代的木结构建筑,尤以屋顶造型最为突出,主要有庑殿、歇山、悬山、硬山、攒尖、卷棚等形式。庑殿项也好,歇山顶也好,都是大屋顶,显得稳重协调。与中国古代建筑的木结构相比,西方国家建筑师十分善于使用石材营造建筑。古希腊、古罗马的石匠就掌握了利用石材受压性能好的特点,把结晶粗沙砾与石灰混合起来,做为石材连接的垫灰,更进而用为混凝土,把这种技术运用到大量的建筑事业上,形成了与中国古代建筑风格截然不同的西方建筑。
1.2近代的建筑结构与建筑革命
十九世纪三十年代的工业化大生产,为建筑技术的发展创造了良好的条件,新材料、新结构在建筑中得到了广泛试验的机会。钢和钢筋混凝土不仅令近代建筑的结构产生了巨大的变化,而且也使建筑的造型发生了翻天覆地的改变。1855年贝塞麦炼钢法(转炉炼钢法)出现后,在建筑上应用钢材便普遍了。
为了采光的需要,铁和玻璃这两种建筑材料配合应用,在十九世纪建筑中获得了新的成就。1829~1831年最先在巴黎旧王宫的奥尔良廊顶上应用了这种钢构件与玻璃配合的建筑方法。这种构造方式对后来的建筑有很大的启示,以至今天随处可见的玻璃盒子都可以追溯到这个时期,采用钢构件与玻璃作为建筑支撑结构与围护结构。
钢筋混凝土在十九世纪末到二十世纪初广泛地被采用,给建筑结构方式与建筑造型提供了新的可能性。钢筋混凝土的出现和在建筑上的应用是建筑史上的一件大事,在本世纪头十年,它几乎成了一切新建筑的标志。钢筋混凝土结构一直到现在仍表现了它在建筑上所起的重大作用。
1.3现代建筑结构与建筑创新
在第一次和第二次世界大战之间,是资本主义国家现代建筑的形成与发展时期。在建筑上已有了成熟的经验与手法。现代建筑的思潮已经逐渐在世界范围内得到传播。在第二次世界大战之后,这个时期的特点是建筑与科学紧密结合,建筑技术的进展日新月异,直至今日,建筑结构的变化仍然在潜移默化地影响着建筑创作。
经过了两次大战之后,建筑科学技术有很大的发展,特点是把十九世纪以来出现的新材料、新技术加以完善并推广使用。高层钢结构的产生推动了高层建筑向越来越高的方向发展,日益增多的电影院、室内体育馆、展览馆、飞机库等大跨度建筑,通过壳体结构、网架结构、索膜结构得以实现。新结构、新材料、新技术推动建筑创新,以难以置信的速度影响着建筑创作。
2结构构思对建筑功能与形式的影响
建筑的功能与形式,必须依附于相应的结构技术,建筑不可能是脱离了结构技术的纯艺术创造。依附于结构技术,就不可避免地被结构技术渗透,表现出结构技术的特点。一个成熟的建筑艺术形式,因此也同时是结构的艺术形式。一个成熟的建筑风格,必然是这两方面以及相应的功能要求的和谐融合,结构构思影响建筑创作已经成了不争的事实摆在了建筑师的面前。
在建筑创作过程中,结构构思会左右建筑内部空间的塑造,建筑师需要根据建筑内部空间的形式进行结构构思,使结构适应形式,最终完成创作。结构构思作为建筑创作的重要因素直接影响建筑的外部形体特征。我们可以从建筑形体的不同外部特征入手,分析结构构思在建筑创作这一阶段所起到的作用。
结构形式或结构几何形体的确定,直接影响到建筑的使用功能。除了使用空间的大小、形状及其组合关系外,诸如建筑的采光、照明、通风、排气、音响、开启面、排水等要求,很多时候都与建筑结构形式密切相关,而这些因素却是我们在进行建筑方案创作时容易忽视的。
结构的合理性是在相对意义上讲的,主要受材料力学性能和结构工作性能的制约。在结构构思的最初阶段就要注意到,既不能单纯地强调结构合理而不顾建筑的使用要求,也不可迁就使用要求而给结构设计和施工带来大的弊病和麻烦。富于创造性的构思,总是这二者较为完美的结合。
3结构体系的确定与空间组织
在现代结构技术的条件下,空间的组织在水平向和竖向上都具有相当大的自由度,现代建筑中有关空间组织的艺术手法,如空间的分割、穿插、延伸、开放等,是建筑创作中经常使用的方法。在结构基本形式已经明确的情况下,结构体系的最终确定与建筑空间的组织调度必须同步进行,二者互相制约,这是在进行结构构思时的一个重要方面。
在整体结构形式已经确立的前提下,依据空间组织需要来合理调整结构形式,从而可更好地满足对空间的分割、空间的延伸以及空间的开放要求。根据空间分割要求处理结构形式,本章从空间的水平向分割、竖直向分割与三维空间的分割三个角度分别加以阐释;根据空间延伸效果,可以在结构的底部,也可以在结构的中部和顶部分别进行延伸,具体应考虑结构的承受性和适应性;根据空间开放程度,可以开放建筑的顶界面,也可以开放建筑的侧界面,以及顶界面,并在结构处理上采取相应考虑。按照空间组织的需求考虑具体的结构构思,不但可以方便结构计算、施工,带来良好的社会效益和经济效益,而且对一个优秀的建筑师来说,也是进行建筑创作创新,开拓设计思路的好办法。
结语
结构是建筑的“骨骼”,建筑结构与建筑形式之间存在某种特定的关系。无论是从古至今,还是国内国外,结构技术的发展是导致建筑形式改变的主要因素之一,也是建筑创作创新的重要源泉。建筑创作中结构构思可以帮助我们理性地、准确地理解建筑、设计建筑,是建筑创作中必不可少的一个创造性思维。了解结构构思对建筑创作的影响,熟悉结构构思的一些常规手段,对一个建筑的形式、空间乃至细节的设计都有很大的帮助,是每个建筑师必须掌握的本领。
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