论建筑结构设计与艺术设计的协调创新

论建筑结构设计与艺术设计的协调创新
作者：李晓荷
来源：《科学与财富》2011年第05期
[摘要] 建筑是设计师把建筑的美观设计与结构设计相互密切配合的结果。

但要分清具体配合的侧重点,有些是着重艺术、美观要求的,有些着重使用功能、生产工艺等等。

总之,建筑师的设计可以将优美的建筑造型,完善的使用功能与结构设计有机地结合,而不能简单地追求奇特。

本文主要阐述建筑结构设计，艺术设计，以及结构设计和艺术设计的协调性。

[关键词] 建筑结构设计艺术设计协调性
随着科学技术的发展,专业化程度越高,建筑设计与结构设计相互配合更为重要。

优秀的工程设计是建筑设计和结构设计的有机结合，一个好的建筑设计,必须有一个好的结构体系才能实现,结构设计的好坏,关系到建筑物是否适用、经济、美观。

特别在高烈度地震区,建筑设计必须在满足结构抗震要求的前提下,才能谈得上建筑物的造型美观、功能完善等等。

因此要设计出既要满足建筑美观,造型优美,又要使结构安全、经济、合理的建筑物是每个建筑师与结构师都必须十分注意的问题。

工程建设中,无论工业建筑、民用建筑、大型公共建筑等概括起来可分为两类:一类是将优美的建筑造型,完善的使用功能,先进的结构体系和工业化制造与施工工艺有机地结合起来,创造出技术先进、新颖、经济适用的建筑物。

另一类则是以追求某些新奇的艺术效果为主,创造出奇特怪诞的建筑造型,结构方案从属于不合理的建筑设计,放弃了结构设计的合理性和经济性。

一般提倡和实施的是第一类建筑。

一个好的建筑是建筑与结构设计相互密切配合的结果。

但要分清具体配合的侧重点,有时是艺术、美观要求是重要的,有时又是使用功能、生产工艺是重要的。

总之,建筑师的设计可以将优美的建筑造型,完善的使用功能与结构设计有机地结合,而不能简单地追求奇特。

任何一个建筑设计方案,都会对具体的结构设计产生影响,而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。

因此,在建筑设计的过程中,建筑师应具备有一定的结构方面基础,能与结构设计适当结合,相互调协,使二者相统一,才能创作出真正优秀的建筑设计作品。

1、建筑艺术的结构美—建筑结构设计与艺术设计的统一
建筑艺术的结构美，包含着两方面的理解，一种是支承意义上的建筑结构，这个支承结构要构成建筑物，并为使用功能提供所需的空间，因此要研究其结构体系和构造形式，影响建筑强度、刚度、耐久性和稳定性的因素，尤其在一些大跨度或特种要求的建筑上，其结构体系及其美学上的要求成为整个建筑形式美的重要部分，有些甚至是合为一体，密不可分，亦即“建筑就是结构，结构就是建筑”。

另一种就是哲学或语言学上的结构定义，即认为任何研究对象之中都存在着复杂的层次结构，这是把对象组织、联系在一起的内在关系，法国人类学家C·莱维一斯特劳斯就把各种文化都视为系统，并可按照其各成分之间的结构关系加以分析，文
化系统中的普遍模式是人类思想中恒定结构的产物。

这些思想对于城市设计和建筑设计也有过重要影响。

这种结构的完美性，以及由完美到不完美的辩证转化，都是美学思想中的重要方面。

2、体现形式和内容统一、造型和功能一致
在结构设计中，如何体现形式和内容的统一、造型和功能的一致一直是长久以来人们追求的目标。

建于1957年的罗马小体育宫堪称钢筋混凝土大跨建筑的代表之作。

这个5000座的体育馆是由钢筋混凝土肋组成的穹顶，由1620个混凝土预制构件组成，由现浇梁联系在一起，这些的拱肋形成了美丽的网格图案。

而穹顶中心的开口又使人们能清楚地欣赏到它的起伏和图案，最后穹顶由36根倾斜的Y形支柱支撑着上部结构的重量，细巧的支柱和波形穹顶边缘也取得了很好的视觉效果。

在都灵劳动宫的十字形变截面柱及伞形屋盖也是理性地分析了钢筋混凝土的受力特点后，又经过艺术加工形成了富有感染力的可塑造型，把形式和内容自然地融合在一起，为建筑增加了一种三维空间设计手法，大大地丰富了建筑语言的词汇。

3、“鸟巢”—建筑结构设计与艺术设计的协调创新的典范
“鸟巢”为2008年第29届奥林匹克运动会的主体育场。

工程总占地面积21公顷，建筑面积258,000m2。

场内观众坐席约为91000个，其中临时坐席约11000个。

将举行奥运会、残奥会开闭幕式、田径比赛及足球比赛决赛。

许多看过“鸟巢”设计模型的人这样形容：那是一个用树枝般的钢网把一个可容10万人的体育场编织成的一个温馨鸟巢，寄托着人类对未来的希望。

3.1结构设计
网状结构和建筑的形式完美地统一在一起，宛如“鸟巢”的造型，清晰、自然而纯净。

为了完美地呈现建筑师的设计理念，建设者们对进行了多项科研攻关。

体育场顶部网状的结构采用了车轮辐条受力的原理，其完全独立的结构，可以抵抗水平的温度变形、风荷载和地震力。

垂直压力则通过巨型钢结构和环绕在坐席环状结构周围的混凝土柱子被传递至基础。

很难想象一根根巨大的钢架是如何编织在一起的。

体育场的钢结构是由24挺钢桁架及次结构编织而成。

“鸟巢”的跨度很大，空间成双曲线的马鞍形，东西轴长298米，南北轴长333米，建筑最高点是69米，最低点为40米。

此外，这个结构的用钢量非常惊人，达到了4.2万吨之多。

除去外形和用钢量的难题之外，结构复杂，施工难度巨大，国内外均无可借鉴的经验。

整个建筑通过巨型网状结构联系，内部没有一根立柱，看台是一个完整的没有任何遮挡的碗状造型，如同一个巨大的容器，赋予体育场以不可思议的戏剧性和无与伦比的震撼力。

这种均匀而连续的环形也将使观众获得最佳的视野，带动他们的兴奋情绪，并激励运动员向更快、更高、更强冲刺。

在这里，人，真正被赋予中心的地位。

鸟巢的基座与体育场的几何体合二为一，如同树根与树。

行人走在平缓的格网状石板步道上，步道延续了体育场的结构肌理。

步道之间的空间为体育场来宾提供了服务设施：下沉的花园，石材铺装的广场，竹林、矿质般的山地景观，以及通向基座内部的开口。

从城市的地面上缓缓隆起，几乎在不易察觉中形成了体育场的基座。

3.2艺术设计
鸟巢的艺术设计灵感来自于抽象的菱花隔断和冰花纹瓷器。

整个体育场结构的组件相互支撑，形成网格状的构架，外观看上去就仿若树枝织成的鸟巢，其灰色矿质般的钢网以透明的膜材料覆盖，其中包含着一个土红色的碗状体育场看台。

在这里，中国传统文化中镂空的手法、陶瓷的纹路、红色的灿烂与热烈，与现代最先进的钢结构设计完美地相融在一起。

就艺术性而言，“鸟巢”是一座饱含着东方含蓄美的建筑。

建筑师在中国特有的设计元素上汲取的灵感让这座后现代的作品充满了生命力。

鸟巢体现了一种含蓄、内向的美学观。

这是一种抽象的表达，而不是像长安街上的某些建筑一样做一个有形的符号放在上面，这个表达显然更具高度。

而且我们也看到了这个方案和古老北京的沟通，它只有两种色调：北京的灰和故宫的红。

即使随着时间的发展，这种色调会有所改变，但是这个抽象化的、纯粹的外形却成了北京城内的一个和谐的音符。

鸟巢是国家体育场，生动体现出了建筑和体育的完美融合。

建筑是由纯粹的结构与透明的膜材料筑成，在有形与无形之中，观众自然成为了整个建筑的一部分。

而这个建筑起伏变化的外观，又缓和了建筑物带来的压抑感，并赋予体育场以戏剧性和震撼力。

4、结束语
综上所述，建筑结构设计和艺术设计两者之间有着最密切关系的，结构设计表现建筑的力度，艺术设计体现建筑的美感与内涵。

二者相互呼应，才能真正体现建筑的魅力。

参考文献
[1]（美）基亚拉.克罗斯比编著.建筑师设计手册.中国建筑工业出版社.2010
[2]沈福煦.黄国新著.编著建筑艺术风格鉴赏.同济大学出版社.2003
[3]王博著.北京——座失去建筑哲学的城市.辽宁科学技术出版社.2009■。