从台北101看超高层建筑与结构

3.1由结构构思催生的高层建筑造型艺术创新

美学就是优良与质量的一种表现，好的建筑作品必须永远是美学上恰当的，这种恰当必须与美的失误对立分明，设计师必须表现出关心美学并且追求建筑的优美。高层建筑作为一种长久存在的结构物，它们的外观也应该表现出永久和优良，而建筑的结构是它的承重骨架，建筑的造型、空间等内容都依赖于它，一旦骨架形成，建筑物的形体也就不会有很大的改变。一部建筑的历史也许可以被形容为“织物”，如果将作为工具的结构艺术，即材料、施工方法、构造方法，理论作为经线，那么建筑形态即造型美和审美性就是纬线。

如果在建筑造型的设计过程中，脱开结构的制约、启迪与造型作用，只注重功能分析与艺术上的遐想，这无异于脱离人体的骨骼去进行人体的创作，其结果是可想而知的。对结构技术的着力渲染和特意强调对启发建筑设计构思灵感有着非常重要的作用。例如，在当今结构技术表现已发展成为一种艺术表现手段，成为高层建筑造型设计中结构构思的重要部分，它打破了以往单纯从形式美学角度追求造型表现的套路，开创了以造型创意为目的，从结构技术角度出发，通过技术性思维以及捕捉结构受力特性、几何特征与建筑几何造型内在联系的方法，去寻求技术与艺术的融合，使高层建筑的结构表现服从造型表现，将工业技术融入造型艺术之中。高层建筑形象的塑造主要依赖对结构形态美的正确表达，在高层建筑形象塑造中，我们应当去发掘结构构思与建筑形象个性表达之间的内在联系。无疑，这是我们克服高层建筑创作中模式化弊病的一条重要途径。

3.1.1 高层建筑形式的逻辑以结构形式的力学性能为基础

一座高层建筑的形式，不仅要表现简洁、有秩序和令人愉快的美学特征，还要体现着高效能的结构体系，否则它是不易于被社会所接受。影响高层建筑形式的因素众多，诸如美学、功能、经济与文化，然而由于结构的因素对于高层建筑有重要的影响意义，所以在本部分将论述高层建筑结构形式的力学性能是如何影响高层建筑造型创意的构思发展。

现代结构技术的发展，为高层建筑的创作提供了较大的灵活性和自由度，而建筑学与结构工程学的密不可分，也要求建筑师必须按照自然法则和科学规律去选择结构形式，遵守规范规定，把逻辑思维和形象思维、结构理性和高层建筑艺术结合起来，创作出技术含量高，个性鲜明的高层建筑形象。建筑师在进行高层建筑造型构思的同时，也要酝酿结构方案，要从基本的高层建筑结构的传力方式，传力系统来分析和摹想结构形式的基本力学特征，分析具有不同力学性能的结构形式如何塑造各具个性的高层建筑形象，力求使结构技术美的形式具有高层建筑艺术美的内容，同时，又使结构技术美的内容具有高层建筑艺术美的形式，从而达到技术美和艺术美的高度统一。

【案例】

3.1.2 结构的形式美与高层建筑造型的几何美及标志美的逻辑互动

在高层建筑的造型中，可以充分利用高层建筑结构中符合力学规律和力学原理的形式美的因素，“诱导人们从建筑的外显（Appearance）识别建筑的内涵”。大体上说，高层建筑结构所具有的这些形式美可以归纳为以下几个方面：均衡与稳定、韵律与节奏、连续性与渐变性、形式感与力量感等。而高层建筑造型具有明显的几何美学特征，表现为高层建筑的简洁美、明晰美、精确和比例美以及带给人们强烈印象的标志美。相对于多层建筑来说，高层建筑形式受到更多的结构束缚限制，因而建筑的形式有着与结构逻辑和结构概念设计更为密切相关的联系，具有更明确、直观、突出的几何美特征。简洁明晰的外部形态、精确的平面形式和比例合适的尺度关系都符合高层建筑对结构连续性的要求与结构体系要受力均衡的结构逻辑，在高层建筑外在表现出的几何美特征之下，对应的是科学、严谨的高层建筑结构概念设计思维，建筑的艺术美通过具体的结构形式美表现出来。

1 结构的均衡、稳定与高层建筑形象的简洁美

大多数高层建筑的几何美首先体现于建筑的简洁美。在高层建筑结构概念设计的力学要求控制下，由均衡、稳定的结构围合并支撑起来的高层建筑物，所表现出的是和谐统一的审美感受，而高层建筑的简洁美正体现的是建筑形体的统一美感。现代高层建筑中的许多构筑物，如电视塔，虽然形体简单，也没有什么装饰物，但在结构均衡、稳定的基础上，根据结构中应力分布的规律或结合结构合理受力的要求，仅仅对其形体轮廓进行适当的艺术加工，便能给人以美感。奈尔维说过，稳定性是最带技术性的、最基本的结构性质，“通过应用各种建筑方法得以保障的稳定性，也是大大有助于取得确定的、理想的建筑艺术效果的。”【案例】

取得结构的稳定还有其它不同的方式，高层建筑的空间体量构图也由此而形成不同的造型特征。【】

结构稳定是建立在静力平衡的基础上的。不论是从力学的角度，还是从美学观点来看，“对称”是“平衡”中的一种比较简单的形式，而“非对称”的平衡则要复杂得多。随着现代高层建筑中新材料、新技术、新结构的广泛运用，“平衡”与“稳定”这些概念的内涵更加丰富了。长期以来，建筑师和结构工程师多半都是按照“把一个实体构件放在另一个实体构件之上”的原则来解决结构的承重问题。这样，所谓“平衡”与“稳定”的概念也就必然和敦厚、庞大、稳重、雄伟以及“上轻下重”、“上小下大”等这样一些视觉感受、视觉印象紧密联系在一起。而现在随着结构技术的发展，建筑师开始尝试设计一些表面处于一种不稳定状态的建筑形式，而不稳定的背后却是结构处于稳定的临界状态。

【】

2 结构的韵律、节奏与高层建筑形象的明晰

中世纪的美学家托马斯·阿奎那认为“美在和谐(比例)与明晰，明晰即璀璨。”高层建筑的明晰是指明快和清晰，明晰本质上体现了一种逻辑关系，愈是明晰的图形愈有逻辑性，逻辑产生了美感。高层建筑的结构部件的排列组合要以一定的规律进行，遵从结构的逻辑性，这样不仅结构简化、受力合理，有利于快速施工，而且还使空间造型获得极富变化

的韵律感与节奏感。韵律、节奏与高层建筑的明晰美是由内而外的联系在一起。明晰的几何美表现出深刻而丰富的内容，结构的逻辑与艺术的法则的结合使简单演变为丰富和统一。概括的线条、单纯的色块和简洁的体形以及一目了然的结构形式，是高层建筑明晰美的具体表现。

高层建筑的各种承重结构构件，如立柱、楼板、挑梁、刚架、拉索、斜撑等，是使建筑物立面构图获得某种韵律与节奏的最活跃的基本要素，而这些有规律排列的结构构件，又往往使高层建筑的造型具有该结构形式的一些基本特征，如西班牙Edificio Manantiales 立面之上的传力短柱以及斜柱。从立体构成原理来看，一些新结构形式是由许多密集单元集聚而成的。“作为形态被分割的单元虽不是很显眼的角色，可是在集聚的构成中却显示着极其丰富的作用，是使三次元达到极其明快的构造物”。在现代高层建筑的设计中，新材料、新技术、新结构的运用，可以使得富有韵律的露明结构的艺术表现充满生气而令人惊叹和遐想。

那些装配式高层建筑中的装配构件本身的形式美，以及装配构件排列组合后形成的韵律感，对于工业化和体系化高层建筑的空间造型艺术效果来说，具有特殊的重要意义。因此，工业化和体系化高层建筑的构件设计，应当力求使这些构件同时具有结构承重和建筑造型的两种不同的功能，国外称这种构件为“建筑、结构构件”。这种构件的造型设计既要符合力学原理，便于预制和安装，同时又要考虑到这些构件组合以后的比例、尺度、形体轮廓、阴影效果以及由此而形成的韵律感等，所以，“建筑——结构构件”的设计是建筑师和结构工程师颇费心思的事情。

3 结构的连续性、渐变性与高层建筑造型的精确、比例美

高层建筑结构形式美的连续性是指结构构件各部分之间连接的整体性，而构件断面形状