钢结构建筑的结构构思与艺术表现探析.doc

钢结构建筑的结构构思与艺术表现探析建f筑工J程科钢结构建筑的结构构思与艺术表现探析方海伟甘少华(1,北海市城市规划设计研究院,广西北海5360002,柳州电力勘察设计有限公司,广西柳州545000)摘要:以钢铁建筑的结构表现为主要线索展开,探讨了钢结构的形态特征,结构造型表现的.z-AN及其指导下的结构形式与空间造型规律.关键词:钢结构建筑;造型规律;艺术表现引言随着建筑美学对结构中所体现出的理性的认可,现代钢铁结构已不再仅仅作为结构支撑体,建筑界真正开始对钢铁结构美引起关注,其结构造型也成为建筑的主要表现特征.以钢铁建筑的结构表现为主要线索展开,考察钢建筑的变革,探索现代钢建筑设计理念.l钢结构的形态特征1.1虚空的杆件体系钢结构中较多是以杆件体系为主的结构,即组成结构的构件是长度远大于截面尺寸的细长杆件,如粱,柱,拉杆,压杆等.结构杆件限定空间边界的作用不强,它可以在围护表层之内,也可以完全暴露在围护表层之外,当无围护表层时,就成为视觉艺术表达的重点.钢结构的内部空间虽存在结构构件,但构件细小,空间可互相贯通,具有更大的灵活性.1.2形式各异的稳定性构件为防止失稳破坏,在钢结构中常有各种形式的稳定性构件,从钢粱上的加劲肋到格构柱上的斜缀条,从钢屋架之间的支撑杆和拉杆到高层结构中各种形式的支撑,都是通过各种途径增加结构的稳定性.在蓬皮杜艺术与文化中心的设计中,伦佐?皮亚诺和理查德?罗杰斯不仅创造了通用空间,在结构上的独创性也获得了高度评价.纵向立面上的对角线方向支撑是保证该建筑物的稳定性不可缺少的部件,也成为立面重要的异向构图元素.福斯特在巴塞罗那长途通讯塔设计中,利用三条呈120角的钢索从竖向牵拉细长的塔身,造成了强烈的浮游空中的动态平衡的视觉印象,稳定之余不失轻巧,成为当地山脉景观的一部分.l_3精美的细部构造钢结构中构件之问一般通过焊缝或螺栓进行连接,结构构件及其连接件都可以实现工厂化制作,达到很高的精度,节点的构造往往力求交接精细和比例优美,充分表现金属细腻,光洁的质感.结构的部位既是结构中力的汇集点,也是不同材质和形式的结构构件的交接点,而现代结构技术强调构件之问的逻辑关系美学,力图表达节点处力学传递方式及形态特征,通过高科技的加工技术和巧妙的构造方式,使得建筑细部构造体现出现代科技的美学特征,散发出钢结构动人的魅力.2结构造型表现2.1造型三原则(1)结构的形式美与建筑造型的统一各种结构体系都是由构件按一定规律组成的,这种规律性的东西本身就具有装饰效果,只要建筑师肯于挖掘,就可能获得一种内在的原生美.可以说,结构是构成建筑艺术形象的重要因素.(2)结构受力特征与建筑造型的统一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,如梁柱框架体系,拱结构,桁架结构,网格梁结构,折板结构,穹顶结构,壳体结构,悬索结构,充气结构以及混合结构等.(3)结构作用原则与建筑造型的统一对于钢结构这种轻质高强的材料而言,防止其挠曲或失稳破坏,稳定性成为决定因素.在钢结构设计中,拉力在结构的平衡与稳定中起着越来越大的作用,带有索的各种结构系统,如悬索结构,悬挂结构,帐篷结构等,从根本上改变了传统建筑基于受压力学原理之上的空间造型特征,不仅会变得轻巧雅致,甚至给人以飘然失重的感觉.而且在一些隋况下还富有奇妙,惊险之类的戏剧性艺术效果.在保证结构安全的前提下,如能充分利用这些结构性特征,加以艺术处理,将能创造出独特的建筑形象.2.2结构形式与空间造型(1)张拉结构体系各种拉力索的运用促进了各种形式新颖的拉力体系的出现,如悬挂结构,悬索结构.悬挂结构由于吊点的要求往往设有高处屋面的支柱,钢架等凸出物,形成众多暴露于空气中的立柱,支撑,吊索等构件,产生了众多质轻细巧的结构形态,导致线元素构成的复杂视觉特征.(2)向心结构体系向心体系以符合力学特征的几何形式为基础,从中产生了罗马拱券和穹隆建筑,哥特式教堂以及今天的大跨度和超高层空间结构建筑.我们看到向心体系发展的每个历史时期,都伴随着几何学的发展和应用,其中最有效的工具是以拓扑学为基础的构成几何.这种向心体系与平面体系相比有三个主要优越性:创造巨大的内部无支撑空间或超高层结构.可大量性生产标准化的重量极轻的小空间单元,装卸方便;c.以高强度覆盖一般空间或起支撑体作用,在上面可以任意悬挂附加构件.(3)开放式结构正是高技术建筑对于结构的开放性的追求,导致了其建筑空间的开放性和生长性.可以说,开放式的结构和空间来自对生态系统的认识.生态系统是一个多等级的,高度有序的开放系统,对建筑而言,系统的有序性表现为有规则的空间结构和时间上有规律的运动秩序.很显然,这首先要求建筑结构系统的开放性.结构系统由大大小小的结构构件按照一定的等级和次序装配而成,随着建筑的维护,更新和扩建,允许其内部空间和外在形象的转变,允许各种性质不同的变化,使建筑像生命一样新陈代谢,长久发挥其作用,提高建筑的灵活性和适应性.3建筑表皮钢结构建筑的表皮在现代建筑及其后发展过程中.质感与隋感的问题也逐渐引起人们的关注.实际上,钢结构建筑中常用的各种材料色彩多样,质感丰富,不锈钢,铝合金和玻璃材料的精致坚实,光彩熠熠,压型金属板材及人工合成膜材的宽润细腻,五彩缤纷,都为建筑设计提供了有利条件.如由麦考?海基宁设计的卢米媒体中心.闪光的金属外墙,纤巧的钢结构和玻璃以及雕塑般简洁的体型,透露着现代气息.许多钢铁的使用,如用作立面,外饰面的钢铁的作品等都是因为它能够表达现代感.为了迎接新千年的到来,在泰晤士河畔,古老的大笨钟对面.英国人修建了世界上最高的摩天轮伦敦眼.巨大的白色圆形钢架构,带着明显的娱乐场气息,调皮地与严肃的古迹建筑群面对面.这里,用钢结构彰显了昔日保守的日不落帝国决意成为全新的创意英国的雄心,为那些保守与革新之间的激烈争论做出了注解.追求抽象,鲜明的色彩构成,刻意表现材料纹理质感是现代建筑的一大突出特点.一方面,色彩和质感本身可以理解为是独立的形式元素;另一方面,色彩和质感也可以理解为是形式元素的一种内在属性,通过改变色彩质感可以改变形式元素的视觉效果.通常,结合防锈,防腐的功能要求,精心设计的色彩,可强化建筑造型,丰富建筑的视觉特征,产生很强的艺术感染力.福斯特设计的雷诺汽车产品配送中心,所有的结构构件都被漆成黄色,而维护构件是蓝灰色的增强PVC薄膜,彼此之间形成了强烈的对比色,结构造型轻盈,构造精美,在简洁单纯的维护墙体的衬托下更显得魅力非凡,个个标准的单元体在大片绿色草坪上极有韵律地依次展开,在蓝天白云的映衬下,犹如一件杰出的大地艺术品.4结语结构技术运用和表现方面,与国外相比,当前国内建筑界还存在一些认识和操作上的偏差.一是技术滞后,对于蕴藏在现代建筑技术,尤其是大跨结构技术中的丰富艺术潜力并未给予充分重视和发挥,因而方案往往缺乏新意.许多建筑虽然拥有先进设备,但建筑形象却与结构形态相脱离,缺少科技感和时代特征.二是对构件工艺的忽略.构造节点的表现在钢结构设计中具有