关于结构体系与建筑形态关系的研究.doc

建筑结构选型论文论文名称关于建筑结构体系与建筑形态关系的研究院 （系）建筑学院专 业姓 名学 号指导教师年 月 日关于结构体系与建筑形态关系的研究摘要 结构是建筑的骨骼，是建筑一切功能的支撑体。随着高新技术在建筑领域中的广泛应用，建筑中的科技含量越来越高，建筑理念和建筑造型都因之发生了不小的变化。结构己经不单单是保持建筑功能、维护建筑稳定的隐性要素，而是成为表达建筑空间的显性手段。建筑的结构体系也成为了建筑形态生成的越来越重要的因素。本文在界定了形态和结构的定义后对结构在建筑形态中的作用进行分析，最后得出了结构体系与建筑形态的三种关系。1 引文1.1研究意义结构存在于建筑中，代表着一种秩序。随着社会高速的发展，各个领域都呈现了剧烈的变化，各种学科、各种思潮相互渗透和融合，前所未有。建筑结构已经开始不甘寂寞、只发挥基本的承受荷载功能的技术性质，开始尝试结构的独特的具备建筑学的美学元素的艺术性潜能。分析结构和形态是怎样的关系，结构是如何来影响外部形态和内部形态的。总之，通过对结构与建筑形态的关系研究，可以明确结构在现代建筑中新的作用，并在建筑创作中结构与建筑形态之间如何处理、如何设计、如何构思进行指导，使得建筑结构合理、美观，并符合“经济有效、物尽其用、用得其所”的基本原则，达到结构体系与建筑形态的最终统一。1.2建筑形态和结构体系的定义1.2.1建筑形态在传统的建筑形态学研究中，形态是指事物在一定条件下的表现形式，包含形状和情态。形态是物质现象，是人们感受到的某种形状，可归纳为体型和界面两大内容。界面是指建筑的表层物质实体，反映了建筑形态的一切表征特点，是人们能够感知的建筑的存在; 体型是界面的空间围合状态，也就是说界面的品质以及界面的空间组织方式( 体型) 是建筑形态学研究的具体对象。传统的对于建筑形态的研究方法与其形态构成是一脉相承的，无论是现代主义、后现代主义与解构主义时期的建筑形态都可以还原为体型、界面、空间三要素。美学家T芒罗的艺术形态学作为美学的一个领域把形态学引入到了整个艺术领域乃至建筑领域，如今它已逐渐发展成为一门独立的、集数学、生物、力学、材料和艺术造型为一体的交叉学科。同时，形态学的研究对象也扩展为一定环境下事物的形式和结构的构成规律。时至今日，建筑形态不仅仅是单纯意义上的内部空间的外界展现，它是建筑形式存在的依据以及内在规律，是建筑的组织结构和表现方式的全息过程，更是建筑创作对于当前时代需求的多层次反馈。1.2.2结构体系结构是指构成建筑物并为使用功能提供空间环境的支撑体，承担着建筑物的重力、风力、撞击、振动等作用下所产生的各种荷载，同时又是影响建筑构造、建筑经济和整体造型的基本因素。结构体系包括各结构单元及其之间的联系。在建筑体系里，结构拥有赋予实体和维持形态的作用，结构技术的安全性是结构设计的原点和第一要务。从与力学相关的角度出发进行剖析，从属于建筑系统的结构体系是包括了力量、形态、材料、构型4四个元素相互作用的有机整体；力与形、力与构、形与构的关系就构成了结构系统内部矛盾关系的综合体，在一定的条件下各组关系都可能成为结构系统的运作与演化的主导因素。2结构体系在建筑造型中的作用2.1结构体系与建筑造型完美融合在结构造型设计中，力学逻辑与造型艺术是两个主要元素，两者之间也有相互对立的方面，如何在两者之间寻求平衡点是造型设计的关键，而不同的侧重点又会产生不同的设计风格。不论是在古代、近代、还是现代建筑中，都有许多结构的技巧性与建筑的艺术性结合得很好的例子，通常也只有这些可以流传百年奉为经典，并在今天依然被作为榜样供建筑师们学习。事实上，使人们对结构的精巧构思和高超技艺有所了解，有所赞赏，从而更能增强建筑艺术的表现力与感染力，这己经成为现代建筑审美中举足轻重的问题。西班牙建筑大师卡拉特拉瓦有着独特的土木工程博士学位的背景，擅长于发掘结构与材料的特性和潜能，对结构造型的把握有着准绳的尺度。前期的代表作巴伦西亚科学城、阿拉米罗桥、里昂铁路航空站等作品在引领了新的建筑创作热点之后，又开始向动态结构发起新一轮的挑战。纽约的80 SouthStreet大楼由核心筒加悬挂结构，支撑起错位上升的方块体，从而塑造一种像绿色植物一般可以随意向阳的高层建筑的造型。渡边邦夫的作品同样让人寻味，捉摸不透。渡边邦夫来到中国，为上海松江大学城设计了综合体育设施，把日本文化中的结构理念带到中国。渡边先生将人流的活动区抬高到一个大的甲板上，其下供车通行，并用一个大屋顶覆盖了所有的体育场馆，宛如一条即将腾空的长龙。一些有着室内化要求的场馆，恰到好处的被置于屋顶下。大屋顶为在甲板上活动的人们遮风挡雨，防止阳光直射。德国著名建筑事务所GMP设计的柏林中央火车站、蓝天组设计的柏林宝马汽车展览馆、SOM事务所设计的迪拜塔等一批作品仿佛不约而同地在展现结构艺术的魅力，展现出理性融合激情的结构美学。松江大学城综合体育馆迪拜塔2.2结构体系直接产生建筑形式古埃及人用石材垒砌成的金字塔和中国古代的无梁殿都是人类历史上结构作为建筑的实例，在这些建筑中结构技术支配着设计过程。结构设计理论和计算方法涉及数学、力学、材料学等，它们强调条理性，强调规律，随着这些学科的突破和发展，审美认识也随之发展，以明确、清晰的结构作为建筑形式成为重要的美学评价和判断标准。无梁殿2.3结构作为装饰单纯的结构表现并不能自然升华为美学，结构构件的联系靠节点来完成。节点构造往往是人们视觉的焦点，无论是传统木结构的桦卯连接，还是现代空间网架结构的节点，作为结构技术的一种表现手段，节点构造是制作粗糙还是加工精美，直接反映出建筑的水准。对于用来进行造型表现的结构部分，从整体结构到局部构件都必须经过造型设计，使之既符合力学原理，又拥有优雅的造型，才能真正成为一个结构造型设计作品。斗拱2.4结构作为功能建筑外在形象的逻辑性是与建筑的技术性要求和使用性要求密不可分的。建筑师把逻辑思维和形象思维、功能理性和建筑艺术结合起来，创作出既严谨有序又个性鲜明的建筑形象。3 建筑形态与结构体系的关系建筑形态与结构以何种形式产生关系无疑是二者关系最为本质的一环。是建筑形态主动利用结构形式进行创作，还是建筑形态与结构形式被动地分离开来，抑或建筑形态对于结构形式进行忠实地反映。这些关联形式都直接导致了二者在建筑系统中的共存关系。3.1 决定与被决定在结构体系直接决定建筑形态的实例中，大跨建筑无疑是最为明显的建筑类型之一。由于大跨建筑的尺度特殊，因此传统的结构形式无法满足建筑功能，而特殊的结构体系必将在建筑外观上留下印记。由伊布奥拉勒图团队与GMP 和SBP 共同合作完成的南非德班摩西马布海达体育场就是由独特的结构体系直接决定了其建筑形态。碗状造型源自环形屋顶结构和三倍半径几何结构运动场的有机融合。高达105 m 的拱形结构成为最为明显的建筑标志，诠释了像彩虹一样团结一致的多民族文化，巨拱结构承载了内部膜结构屋盖的全部荷载，一起的拉索结构造型也由此衍生。放射形的预应力拉索紧固于屋顶外侧边缘，而借助其一侧的巨拱连同另一侧的屋顶内缘，形成了体育场的杏仁造型。德班摩西马布海达体育场3.2 能动与互动在优秀的建筑中，结构体系与建筑形态之间存在着良好的能动与互动协作关系。如丹下健三与井坪善胜合作的代代木奥体馆方案中 ，丹下健三对技术更新的追求以及新结构形态的理念激发着井坪善胜的结构构思，随着悬索结构方案的提出，丹下建筑创作灵感才得以实现。“当看见坪井善胜先生与丹下健三先生在一起讨论问题时，分不清楚哪位是建筑师，哪位是结构师。丹下先生所讲的是力流及结构上的方案”。建筑形态随着结构形式的调整而改变，而结构也不断进行自身完善以适应建筑形态的更新。东京代代木体育馆3.3 模糊与混淆建筑科学发展至今，随着人们对传统形式的审美疲劳，随意自由、边界模糊、形态自然的建筑形态崭露头角，结构与建筑开始模糊界限，相互混淆，彼此的功能混杂在一起，共同构成稳定、美观的建筑系统。扎哈哈迪德的第一座观演建筑广州歌剧院正是建筑与结构模糊混淆的例证。两块“砾石”的形态犹如河流侵蚀珠江河谷而成，地表景观中的褶线在歌剧院内部延续，而结