结构形式对建筑艺术的影响
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摘要：本文从结构专业的角度出发，通过对一些国内外建筑实例的剖析，对在建筑设计中如何运用力学原理，创造富有个性的结构造型，充分发挥结构的艺术表现作用等方面进行分析，说明了建筑设计只有与新的结构技术相结合，并创造性的运用现行结构形式，才能设计出具有艺术个性的建筑造型。
关键词：结构形式；建筑艺术
近二十多年来，我国的高层及大跨度建筑迅猛发展，无数百米以上的高楼大厦和近百米跨度的大型建筑屹立而起。其共同特点是：尽管功能要求各异，但整个建筑体形与结构造型融合为一，做到建筑形体规整、造型宏伟壮观、布局紧凑大方、功能划分得当,结构井然有序、施工技术先进、受力明确合理、总体造价低廉。所有这些成就，已经与正在显示出我国建筑师及建筑工作者创造自己空间环境与现代城市风貌的优越技术和才能。
结构是房屋存在的基础，然而结构在建筑设计中的艺术表现作用，往往被人们所忽视，在建筑技术和建筑材料迅速发展的今天，通过结构技术的创造和运用，对建筑艺术的影响变得更加强烈和明显，结构的美学作用日益成为结构设计的重要组成部分。所以一名建筑师不仅要对水、暖、电、声、光、色有所了解，还有对结构设计也要有较深的了解，因为结构的形式对建筑的艺术也有深远的影响。
一、遵循力学原理的结构型式是构成建筑结构艺术的重要因素
从力学观点来看，现在建筑的结构体系和其型式主要可以分：平面结构系统，空间结构系统。大多数建筑师和结构工程师对上述结构型式的受力性能和受力特点已比较了解，也能正确的运用这些结构型式组织结构的传力系统。然而在现代建筑设计中，对上述结构型式仅仅停留在力学意识上的认识还是不够的。著名的结构大师托罗哈指出：“结构设计与科学技术有更密切的关系，然而，却在很大程度上涉及到艺术，关系到人们的感受、情趣、适应性以及对合宜的结构造型的欣赏”，从力到美是一个自然的联想过程，大多数结构型式在力学上都提供了某些启示，可以构成或者可以转化为一种有表现力的艺术型式典型。创造性运用上述结构型式，遵守结构的一些基本原则，构成反映时代技术特征和具有艺术个性的结构造型，是我们建筑师和结构师共同的责任。
由意大利著名建筑和结构大师奈尔维设计的意大利佛罗伦萨市体育场大看台，是梁板结构，雨蓬挑出l7米，它的弯距图是二次抛物线，设计师把挑梁外型与其弯距图统一起来，但又不是简单统一。设计师利用混凝土的可塑性对挑梁的外轮廓进行处理，在挑梁的支座附近挖了一个椭圆形的孔，这样即减轻了结构的自重，受力也合理了，所有荷载合力作用于柱子上，减少了造价甚高的基础锚固。这个建筑，直接地显示了结构的自然形体，进行了恰如其分的艺术加工，而又不做任何多余的装饰，使结构形式和建筑空间艺术形象高度融合起来，形象优美，轻巧自然，给人以建筑美的感受。
奥林匹克体育中心体育馆，屋盖结构是由两侧单向斜拉索和双曲面桁架组合构成，斜拉索张力传到两侧高耸钢筋混凝土塔筒上，观其屋面造型可以使人联想到我国古代建筑在屋顶，尤其是两坡屋顶上又增加类似殿屋顶的中间凸部分，使整个屋顶造型即富变化又独具特色。与外形一致的室内空间界面与功能要求也是一致的，该建筑已以成为“亚运”工程的标志性建筑。
通过对以上几个建筑实例的剖析，我们不难看到，一个受力合理而构思巧妙的结构传力系统，不仅要尽可能避免不必要的传递构件，而且，还应根据建筑功能要求，使建筑物的空间组合与结构的静力平衡系统有机地统一起来，在运用建筑材料时，注意扬长避短，充分发挥各自性能，组织最简洁的传力路线等，这些都是结构设计的一些基本原则。如果我们在进行结构设计时，不是从上述一些基本原则出发，只服从于型式，那么除了要付出高昂的经济代价外，还会给人以虚假的感觉。
二、利用现浇混凝土，创造富有艺术形象的结构型式
在建筑工程领域内，由于引入了钢筋混凝土，使结构型式与建筑艺术之间的丰富和多样性获得了新的、迅速地发展，这是由于：(1)由于钢筋混凝土结构的整体性，结构的各个部分是以一个力学上的整体状态结合在一起的。(2)混凝土是一种在半流质状态下浇筑的，因此它可以浇筑成任意形状；
美国洛杉矶航站塔式餐厅，在塔台的稳定方式上，设计颇具匠心，采用了十字交叉抛物线拱来增加塔台的稳定性。结构的稳定系统与建筑主体形成有机结合，构思即新颖大胆，空间体量构图又颇富于时代感。
由墨西哥著名工程师康德拉设计的墨西哥奇米洛科餐厅，是通过壳体双向弯曲的几何形状来保证整个壳体的空间刚度，从而有意避免了在壳的周边附加各种型式的基本特征，整个建筑犹如一朵覆地莲花，与周围环境达到了完美和谐的统一，构思独到。
凡依据力学原则提出的要求，大多可以在艺术形式上得到满足，上述实例都是建筑师依据力学原理，利用现浇混凝土的可塑性和流动性，构成建筑艺术形象的经典。因为力学原则本身已经提供了丰富的艺术表现力，建筑师必须注意发挥这种表现力，把结构型式和建筑的空间艺术形象融合起来，使两者成为统一整体。
三、暴露结构会使建筑整体产生别开生面的艺术效果和强烈的艺术感染力
奥运场馆“鸟巢”的外罩由不规则的钢结构构件编织而成，里面的混凝土结构与钢结构相互独立，建筑师在混凝土看台和钢结构外罩之间的空间里，设计了很多倾斜的混凝土柱子来支撑建筑。如何既保证这些混凝土柱子的结构要求，又能不影响“鸟巢”的整体美观，国内工程师几经论证，一个两全其美的方案诞生了。先像其他混凝土结构一样绑扎好钢筋笼，然后再从上面一节一节套上方钢管，钢管连接好后再在钢管里浇筑混凝土，形成与钢管一体的混凝土柱。这样一来看不到混凝土柱，既安全又美观。由于具有“结构就是形式，形式就是结构”的特点，本身的钢结构同时也就是它的“鸟巢”外形，可以想见，日后必定会成为现代建筑史上的一个里程碑。
国家大剧院中心建筑为独特的壳体造型结构，高46.68米，地下最深32.50米，周长达600余米，周围是面积达3.55万平方米的人工湖水面。整个壳体风格简约大气，宛若一颗晶莹剔透的水上明珠。壳体表面由20000多块钛金属板和1200多块超白透明玻璃共同组成，两种材质的巧妙结合，营造出舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果。当夜幕降临，透过渐开的“帷幕”，金碧辉煌的歌剧院尽收眼底，而壳体表面上星星点点、错落有致的“蘑菇灯”，如同扑朔迷离的点点繁星，与远处的夜空遥相呼应，使大展院充满一种了含蓄而别致的韵味与美感。这座“城市中的剧院、剧院中的城市”以一颗献给新世纪的超越想象的“湖中明珠”的奇异姿态出现，使的结构技术与建筑艺术融合得十分巧妙。
总之，建筑师在进行建筑创造时，必须要了解和把握住人们究竟对哪些事物感兴趣，如何把那些使人们感兴趣的事物直现出来，切勿把真正的美加以掩饰而表现出虚假形式。
四、结语
如今新的建筑材料和建筑技术促使结构技术迅速发展，而建筑设计只有与新的结构技术相适应，才能创造出反映时代特征的现代建筑作品。在建筑设计中不追求建筑物自身的形体美，而靠装饰堆砌贵重的建筑装饰材料，只能给人以虚假、庸俗的感觉。现在和未来建筑的发展，要求我们必须从传统建筑设计观念的束缚中超脱出来，走向结构技术发展的广阔天地。
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