建筑形象创作中结构形态的表现模式初探

［摘 要］ 结构形态设计突破了只把结构作为技术手段的传统观念。结合典型案例，从多元化的结构形态表现中，总结了结构形态在建筑形象创作中的表现模式，分析了结构技术对建筑形象的塑造产生的影响。对结构形态的具体表现特征进行了进一步的探讨，提出以结构形态为出发点构筑建筑形象的新思路。

［关键词］ 结构形态；建筑形象；表现模式；表现特征

［中图分类号］ TU399 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1008―1763(2011)06―0152―03

Abstract:Structural morphology design breaks through the traditional concept which structure is just chosen as technical means. With typical cases, this paper summarizes the performance model of structural morphology in architectural image creation from multiplication performance, analyses the influence of the structure technique shaped architectural forms. Paper further discusses the morphology of the specific performance characteristics, and presents new ideas for forming the structure as a starting point to build the image of buildings.

Key words: structural morphology；architectural image；performance model；performance characteristics

结构是建筑中承力的骨架，也是构成建筑视觉形象的承载物。结构在丰富建筑形象及对建筑的体验方面存在无限的可能，作为设计师应该使结构对建筑之美有所表达。但是，仅凭突现的灵感并不能获得合理完美的造型，结构专业知识的艰深，使得建筑师很难对结构体系进行掌控，所以有的建筑师只满足于机械地复制那些固定的、陈旧的结构形态，或是在方案阶段就缺少结构构思，使得建筑造型一开始就是“先天不足”的不良体型。这些都在很大程度上埋没了结构的美学潜质，大大降低了结构形态应有的魅力。因此，在建筑设计中有必要回归本质，从结构形态在建筑形象创作中的表现模式进行剖析，充分挖掘出结构技术潜在的表现力，为建筑形象的创新提供崭新的视角。

一 结构形态在建筑形象创作中的表现模式

结构形态是结构内在本质的外在表现，不可避免地与其支撑的建筑物的形式密切相关。结构发挥能动作用不同，实现建筑设计意图的程度也不同。这使得结构形态在建筑形象创作中表现出多种形式。

(一)结构忠于建筑

结构忠于建筑是指建筑形式原本地表达结构的内在逻辑规律，如实地表现结构受力和材料特性，因此它更多是被局限在结构设计的范围内。结构设计理论和计算方法涉及数学、力学、材料学等，强调条理性和规律性，强调力在传递时的直接和简洁。包豪斯校舍、萨伏伊别墅、巴塞罗那博览会德国馆这些经典的现代主义建筑，均在不同程度上表现出大师们基于经济务实性的结构美学观。但事实证明，这种曾经具有鲜明时代感的设计已经无法满足现代人们多样的审美需求。因为强调功能性、理性原则的现代建筑，绝大部分具有简单的几何外形，造型单一。由于结构技术作为手段仅通过“坚固”这一要素与建筑相关联，结构被局限于“受力骨架”的角色中，因而影响结构表现力的发挥，导致建筑形象创造的单调，使人们产生一定程度的审美疲劳。

(二)结构表现建筑

利用结构材料自身的造型潜力，在设计之初就以此作为构思的出发点，并就此提出结构性的表现形式，即直接利用结构形成建筑的造型［1］，这就是结构表现建筑。通过结构内力的分析，形成了由几何形体按照一定规律组合的结构，这些结构单元经过组合、变化能够形成复杂的形式，结构体系表现出秩序与和谐的美感。这一类型的建筑是将结构作为建筑形象的主要表现内容，虽然也注重结构的受力法则，但结构设计不再只是被动的选型，而是作为设计具有主动性，更强调结构的艺术表现，即把建筑的结构体系作为建筑形象设计的重要语汇，通过将技术与艺术有机结合的手段努力创作出富有表现力的建筑形象。

意大利工程师、钢筋混凝土诗人奈尔维完成了许多结构的逻辑性与建筑的艺术性完美统一的优秀作品。建于1957年的罗马小体育馆堪称是他的经典之作，围合空间的拱顶由四周倾斜的Y形混凝土预制柱来平衡拱顶推力，来自拱顶的推力则沿着清晰的受力路线传到基础上。在造型上，轻巧的支柱与波形的穹顶边缘给人以特殊的视觉效果，整座建筑轻巧浑然。奈尔维对材料和受力的精彩处理，对结构构件几何形态的优化与建筑节奏感的把握，对结构形态与建筑形象进行有机融合的能力，在这个作品中得到了充分的体现。

西班牙建筑师圣地亚哥?卡拉特拉瓦系统全面地学习过建筑、艺术和工程技术，因而善于在遵循结构自身逻辑的同时塑造和展现结构整体特征。他的作品没有一般建筑的呆板，如里斯本东方车站，一组由白色钢结构和透明玻璃组成的多榀树形结构体系将连廊架起，精美的树形结构柱呈柱网重复连续排列，覆盖着8条铁道，充满生机地表现结构自身的美，带给人如置身森林般的梦幻感觉。这些案例的启发是，虽然结构表现出自由灵活、丰富多彩的形态，但它仍实现了力的传递流畅自然。因此，将结构形态作为设计创作的出发点，正确表达力的传递关系，充分挖掘材料的性能和潜力，是建筑获得个性的重要手段之一。

(三)结构适应建筑

此类建筑通常为了获得独特的结构形态，往往是从结构的视觉特征而不是单纯从力学要求的角度来考虑。因为结构的合理性与建筑的形式美之间并非总是能吻合的。因此，一些蕴含美感的建筑形象，真正从力学逻辑来分析，未必完全符合结构的合理性，结构只能被动地配合和适应建筑的要求。

悉尼歌剧院看起来像风帆、贝壳的三组巨大的壳体，在结构上并非是壳体结构，而是三铰拱结构。伍重最初设计的方案中，选用的是一面敞口并斜向悬挑的壳体结构。这实际上是违背结构原理的，因为当风从壳体敞口一侧吹来时，高耸巨大的壳体要承受很大的风荷载，薄而轻的壳体自重难以平衡这一倾覆力矩。如果把壳体加厚，当风从壳体敞口背侧吹来时，厚重的壳体不但不能起到稳定的作用，反而会增加壳体的倾覆力矩。在结构师的帮助下，方案最终采用了预应力的预制密肋拱的结构形式，使得这些屋顶看上去仍像薄壳结构，空灵轻快，从外形上基本实现了建筑师的创作思想。由于作品的特殊性，建筑的经济性不得不被搁置，结构的处理办法不是从工程需要考虑，而是以满足建筑形象的要求为动机。

库哈斯为中央电视台设计的新总部大楼，两座塔楼偏离垂直轴线并互相朝对方倾斜，在顶部由L型的悬挑相连。十层高的巨大悬挑结构颠覆了传统的力的稳定性，超常规的形态必须依靠先进的结构分析技术的支持，并付出消耗大量资源的代价，才实现了彰显结构张力的夸张形体。虽然从方案到建成一直备受争议，但毫无疑问，这一案例显示出结构形态在建筑造型创新方面的无限潜力。

为了获得崭新的建筑形象，并不需要苛求结构形态绝对严格地反映结构逻辑，而是要在尊重结构规律的前提下寻求突破点。当然建筑师在使用时有合理的限度，是以增强建筑的内涵为目的。

(四)结构装饰建筑

结构构件和结构形态的选择是按照视觉标准来考虑的，结构成为现代建筑形象构成的语言词汇，强调的是它的象征性和视觉需求，忽略结构的内在逻辑性，即原本作为手段来运用的技术、技巧等不断升华为创作的目的，成为新的视觉形象。［2］

1.结构构件作为符号来装饰建筑。高技派建筑中把现代主义设计中的技术成分提炼出来，加以夸张处理，形成一种符号的效果。［3］结构元素直观地暴露在外部,做得无比精美的结构构件对于体现它的美学成就具有重要作用,成为赞美技术的视觉词汇。比如在巴黎的蓬皮杜文化中心大楼中，主结构框架由跨在中央空间的桁架大梁组成，并通过悬臂牛腿与周边柱相连。悬臂牛腿是这座建筑物外部的主要可视构件，它们绕着与柱相连的铰链旋转。楼板被支撑在悬臂牛腿的内侧，楼板重量不是直接通过大梁传递到柱，而是通过牛腿外端向下作用的反力平衡，向下作用的力由与基础相连的垂直系杆所提供。这种布置使得每一次传递到柱上的力比直接支撑楼板所需要的力还要多25%。［4］虽然按技术标准判断不太理想，但它构成了建筑形象的有机组成部分，表达出信息时代的技术审美情趣。有人将这一类结构构件归类为“虚假结构”，从结构效能方面或许反映出建筑师对结构概念的缺乏,但是其成为了传达信息的符号系统和文化象征的表意手段，因此仍然激发了人们的审美感情，结构技术提供给人们更多的审美体验。从某种程度而言，结构构件是作为一种技术符号加以欣赏的，只要得以恰当地运用，它同样充实了建筑语言的词汇量。

2.结构性表皮。结构性表皮是指建筑表皮模糊了传统结构元素中屋顶、墙、梁、柱的等级关系，通过扭转、交叉、倾斜、包裹等方式，各元素形成连续而整体的结构性表皮，从而获得更加自由和多样化的建筑形象。

日本著名建筑师伊东丰雄的Tod’s东京涩谷区表参道店，建筑师为了使建筑表皮同作为街道最大特征的行道树之间形成视觉上的连续性，将树状结构自上而下包裹整个外墙表皮，幻化成了若隐若现的“树的剪影”。树状结构看似随机生成，实则是先进结构分析的结果。方案的高明之处在于设计者选用简单的形式既尊重了环境，又使建筑获得了自己的主题，同时树状结构解决了楼板的承力问题，获得了无柱的开敞内部空间。外墙既是表皮又是支撑结构，造型简洁而又不失华丽，表现手法极具时尚的韵味。［5］

北京奥运会国家体育场方案是由一系列辐射式门式钢桁架围绕碗状坐席区旋转而成一个“鸟巢”型。通过对自然结构的模拟来创造新的结构形态，网络交错化的表皮模糊了内外的界定，改变了传统意义的装饰。虽然纵横编织的巨大的钢构件形式主义的味道过于浓厚，但结构形态的突破带来了前所未有的建筑形象，强烈的视觉形象毫不掩饰张扬的个性。

二 建筑形象创作中结构形态的表现特征

福斯特曾经说过：“建筑必然是产生于合乎逻辑并充满表现欲的结构中的。”建筑结构是对重力的回应，结构形态遵循构件的传力特征，这是结构形态的表现特征中最重要的一点。但是建筑的功能、空间、环境、经济、形式等是可变和多样的，每个因素都会影响到结构设计，所以结构形态是由所有要素互相制约、综合协调而产生的。随着结构技术发展的日益成熟，许多建筑逐渐从崇尚理性设计的束缚中解放出来，建筑在空间和形态上变得前所未有的复杂和多样。突破专业的束缚，把结构和其他技术、艺术的不同层面问题进行整合研究，注重与相关学科的横向交叉，把握建筑形象创作中结构形态所呈现的不同的表现特征，遵循结构逻辑但不因循守旧，开拓运用结构的语言来表现建筑的思维，能为建筑形象带来崭新的面貌。

(一)力学逻辑

力是结构和形态之间的媒介，结构表现的首要问题是把握力与形的关系问题，结构中的拉力、压力、弯矩等受力元素应该反映到结构形态的相应处理中来。罗森迟尔(H Werner Rosenthal)在《结构的确定》一书别指出：“对设计者而言，弯矩图形及其含义比一些孤立的弯矩数值更为重要。”［6］建筑形象设计中，以力学图形尤其是弯矩图为主要思维脉络，可以帮助在结构构思中进行推理判断。

格雷姆肖设计的滑铁卢车站体现出建筑师对结构形式的巧妙构思。滑铁卢候车站站台的屋顶结构是一个平坦的三铰拱，为了满足第一道列车的净空，中间铰结点向南面移动使南面空间升高，拱顶点的偏向设置使得受力的弯矩图表现出右边上部受拉，下部受压；左边上部受压，下部受拉。格雷姆肖在设计中结合这一受力特点，并借助弯矩概念和弯矩图形分析，在屋顶的短边一边，将钢屋架暴露在室外，长边一边，屋架在室内，拉压杆在中间铰接点处交叉，真实反映出结构布置的逻辑。这种根据荷载引起内力变化规律和材料性质所决定的屋顶结构，有一种简洁明晰的美感。

(二)自然仿生

自然界中的物种历经物竞天择，形成了各自特有的结构形态，从自然界中寻求结构构思的灵感，设计师创造出了许多独特的建筑形象。当代仿生技术在结构体系中的应用，不再是对自然界中生物进行简单地外形复制，而是观察和吸取生物的成长肌理、组织结构的优点，从自然界物象的力学特性、结构关系、材料性能等汲取灵感，再结合建筑的自身特点，创造出新奇的建筑形象，并实现了通过对生物体形态的模仿来寻找富有隐喻或象征意义的目的。

伊东丰雄设计的仙台多媒体中心采用了一种非常新颖的结构，通过模仿禾本植物茎的结构，将多根钢管交叉扭编成中空的管柱，原本应该铅垂的柱子演化成如同海藻一样自由伸展、旋转、蔓延。它们在外形上是随机而自由的，充满生命力。实际上，这些管柱并不只是外形上对植物经络的简单模仿，它在功能上也是有机的：在其中布置包括电机或各种设备的管道。通过中空的像水草摇曳般的柱子，把信息流传送到建筑的各个部分，使建筑具有生命，就像体液在根茎中传送流动使植物保持生命一样。［7］

（三）自由动感

计算机技术对结构设计产生了革命性的影响，不断完善的设计软件让结构设计师能深入地了解各种变形表面结构的受力情况。建筑形象超越大工业机器时代的“标准化”等特征，突破欧氏几何的瓶颈，常常借用倾斜、扭转、弯曲等处理手法或借助形状比例的变形产生失稳的不定势态等多种途径来表现出建筑形象对结构约束力的超越，通过有变化的曲线创造出无限的空间变化，使得建筑变得越来越自由，更具有动感。

如建筑师扎哈•哈迪德设计的广州歌剧院，取意“珠江畔被流水冲刷过的两块漂亮的石头”，极具动感的流线造型使人们联想到石头被冲刷的过程和流动的珠江。建筑的造型独具一格，整个主体建筑造型的护呈空间不规则折面，用悬挑结构和连续墙代替以往盒子建筑的梁柱结构，并且都是倾斜的扭曲的，这种结构形态表现出强烈的非理性特征。

三 结 语

当今社会，材料、信息、能源等技术获得了空前的发展，建筑结构形态呈多元化的表现特征。面对扑朔迷离的建筑现象，更应该透过现象洞察本质，通过解读国内外建筑工程实例，重新审视结构在建筑形象设计中所担负的角色。理解和掌握在新的经济技术条件下结构形态的表现特征，充分认识结构形态生成的依据性和合理性，将严谨的力学思维和丰富的艺术情感进行融合，能动地运用结构形态手段去创造鲜明、富于美感的视觉形象，将会为建筑形象的创新提供更为开阔的思路。

［参 考 文 献］

［1］ ［英］彼得•柯林斯.现代建筑设计思想的演变［M］.英若聪译.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［2］ 赵巍岩.当代建筑美学意义［M］.南京：东南大学出版社，2001.

［3］ 王受之.世界现代建筑史［M］.北京：中国建筑工业出版社，1999.

［4］ ［英］安格斯•J•麦克唐纳.结构与建筑［M］. 陈治业，童丽萍译. 北京：中国水利水电出版社，2003.

［5］ 张卫，张宇.建筑的“时装化”表皮［J］. 湖南大学学报社会科学版，2006，（5）:119-122

［6］ 布正伟.结构构思论――现代建筑创作结构运用的思路与技巧［M］. 北京：机械工业出版社，2006.

［7］ 沈轶.站在机器时代与数字时代的交叉口［J］.新建筑，2005，(5):61-63

［收稿日期］ 2011-07-01

［基金项目］ 江南大学人文社科青年基金探究建筑创新中的结构表现（204WQN018）

［作者简介］ 何 隽（1974―），女，河南洛阳人，江南大学设计学院讲师，硕士.研究方向：建筑设计,建筑技术与科学.