浅谈建筑结构设计中的结构美

浅谈建筑结构设计中的结构美

在人类设计活动的历史上，人类一直是通过使用、模仿、然后创造做为设计发展的基本历程。设计美学的构成中包含结构美学，结构美受到科技的发展影响，是一种新的研究课题。文章从结构美的历史渊源、表现形式和表现特征进行分析，介绍分析结构美，阐述其在当下设计中的生命力。

标签：建筑设计；结构美；设计

在人类设计活动的历史上，人类一直是通过使用、模仿、然后创造做为设计发展的基本历程。将生活理想的外化和有意味的形式作为设计之美的核心；将美学理论中的分类知识运用于设计，对设计可能产生的美学效果进行了分门别类。设计美学的构成要素主要是：材料美要素，结构美要素，形式美要素，功能美要素。任何事物都存有其结构，这已成为人们的共识。说到结构美，人们首先想到的是建筑设计方面。建筑设计中的结构美是即包含建筑美学也要考虑技术美学的一个研究方向。作为现在工业化生产的相关产业，建筑结构与技术美学息息相关。尤其二十世纪以来，随着新技术、新工艺和新材料在建筑领域的运用，特别是新型结构体系的产生和发展，引起了建筑风格和设计方法的巨大变革。从近百年建筑发展史可以看出：建筑艺术和建筑技术的进步有着很密切的关系，随着新技术的出现，从而产生新的结构形式，并孕育出队友的艺术表现形式。所以结构美成为现在研究的一个方向。

1 结构美的历史渊源

1.1 玻璃+铁的结构美——水晶宫

说到结构美的建筑形式，在建筑历史上首先想到的是1851年在伦敦海德公园举办国际博览会，这是个有玻璃和钢铁结构建造的水晶宫展厅，整个建筑利用玻璃、铸铁和锻铁为材料，采用了模数，除了交叉拱处的桁架外，其它的梁和支撑构件均采用同一尺寸。这些构件都是在工厂生产完成，到现场直接组装，故而只用了半年的时间就建成了。水晶宫本身与众不同的造型，加上基本构想、生产方法、运输、组装以至解体，表现出清晰明确的构成体系，即运用先进的设计思想和技术手段，利用模数制、工厂化生产以及预制装配等方式，至今看来仍有其生命力。故而人们称之为“历史上最重要的建筑物之一”，同时也成为此后国际博览会和展览会的重要建筑模式，为许多国家所采用。这个建筑对今天而言，也不仅仅是通过工厂预制构件和技术方面的的特点，还可以看出新技术给建筑设计所带来的新表现。

1.2 钢筋混凝土的结构美——罗马小体育馆

在今日的建筑中钢筋混凝土建筑已经很普及了，在结构设计中人们一直在追求造型和功能的一致，形式和内容的统一。通过计算，钢筋混凝土的结构形式已经出现了多种多样，如筒体、薄壳、折板、拱。其中奈尔维设计的罗马小体育馆

堪称钢筋混凝土大跨建筑的经典之作，他在薄壳结构技术上做了很大的突破。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，这些精致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。这种用技术表现艺术的手法，将形式和内容很好的融合，丰富了建筑设计的语言，达到了“诗的意境”。

1.3 金属穹顶的结构美——美国馆

结构技术是随着人类对材料的不断深入认识，物理方面的了解，开发新的形式。每当有新的结构出现，通过科学认识发展，与之对于的审美也随之出现。就如对金属的认识，不说现在世界各地的摩天大楼，就富勒设计联合油槽车公司修理站的通过球形金属结构穹顶展现了一种轻量、高效并富有象征性的高技空间结构。以及之后出现的加拿大蒙特利尔世界博览会的美国馆，其多面体的杆件体系，大尺度的圆球体在争奇斗妍的博览会上表现出与众不同的高效空间围合手段和美感，成为现代化的象征。

1.4 其他结构美

在建筑设计史上还有种建筑设计派别——高技派。这种设计方式没有像以往的设计那样，将结构和外饰分开，用外饰包裹结构形式，而是突出当代工业技术成就，将建筑的结构和设备管道突出的表现出来，强调了“机械美”，体形工艺技术和时代性。高技派典型的实例为法国巴黎蓬皮杜国家艺术与文化中心、香港汇丰银行等。

另外日本丹下健三设计的东京代代木体育馆，通过结构，技术和细部表现把日本的哲学和文化表现的惟妙惟肖。而美国建筑师埃洛？沙里宁设计的肯尼迪机场TWA航站楼，采用了曲线混凝土结构表现飞鸟的造型采用了，富有雕塑动感，展示的混凝土的很高技术水平。此外还有很多建筑设计将结构美用于表现建筑自身的韵味。可见凡是和结构有关的事物，都有结构美的表现。

2 结构美的表现特征

结构形态设计美学特征主要表现为：均衡与稳定，连续性与渐变性，韵律与节奏，以及形式感与量感。

均衡与稳定的结构美，通常指人类在视觉平衡的审美心理作用下设计的结构美学形式。和也符合结构力学上要求的均衡与稳定相统一。奈尔维说：“稳定性是最带技术性的，最基本的结构性质”。均衡与稳定不完全指上小下大，上轻下重或对称、庞大、厚重，随这新材料和新结构的出现，“均衡”与“稳定”表现的方式更为多了，如带有“索”的各种结构系统，如帐篷结构、悬索结构、索杆结构、悬挂结构等，这种轻巧，飘飘然的感觉，从根本上改变了传统建筑基于受压力学原理之上的空间造型特征。这也是一种均衡与稳定了，是一种动态的均衡与稳定。

连续性与渐变性的结构美，是现在力学常规作用的结果，是建筑构件无突变的连接，这样的变化符合结构受力和美学价值，连续性和渐变性也有助展示建筑的整体性。建筑结构的渐变性和连续性表现结构类型很多，如现在的摩天大楼的塔式，体育馆的扇形，还有如瑞士的旋转大楼的扭转式。连续性与渐变性，加强结构体形中的曲线美，给人以稳定、流畅、轻巧的感受，形成了建筑形体的美感。

韵律与节奏的结构美多是在连续性和渐变性上的演变。通过柱、梁、板、索等，这些结构构件，按一定规律的基础上加上活跃的变化，这样的变化没有给结构增加难度，而且受力合理，有利于施工速度，对空间造型艺术有很重要的作用。由此可见，在设计过程中，不能总想着隐蔽结构，应该适当的考虑利用和发挥这些建筑构件的韵律与节奏，可以做到力学，美学向融和的结果，完善结构美的发展。

形式感与量感的结构美主要指空间的整体效果方面的协调。不同的材料，体量甚至颜色在不同的情况下给人的感觉也是不同的。垂直线条牵引人的视觉向上，给人高耸的感觉；而水平线条缺给人踏实稳重的感觉。金字塔的正三角形体给人以稳定、庄严的感觉，但如果倒过来则会使人感到危险和不安。适当的选型可以更有利于表现结构美。

3 结构美的发展未来

随着生产力的发展，新型材料的发现，技术的提高，结构形式也随之变化，结构美的展现也频出不穷。人们在追求高度更高，跨度更大的同时，也追求其他的梦想，如更轻更不受地球引力影响，等等。如中央电视台大楼，这样在以前是根本不敢想象的结构形式，在今日也成功的展示了它的结构美。同样随着国民经济的发展，特别是对新技术开发，对空间结构的需要变化，人类会产生对应新结构的审美诠释。在不断的学习与实践中，空间结构必将有很好的发展。

参考文献

[1]武星宽.设计美学导论[M].武汉理工大学出版社，2006.

[2]徐恒醇.设计美学[M].北京清华大学出版社，2006.

张，副教授，研究方向：设计艺术原理、羌族造物艺术。

*通讯作者：赵丹丹（1970-），女，硕士，研究领域：工程管理。