淺談建筑結構設計中的結構美

毛艷 張犇 趙丹丹

摘 要：在人類設計活動的歷史上，人類一直是通過使用、模仿、然后創造做為設計發展的基本歷程。設計美學的構成中包含結構美學，結構美受到科技的發展影響，是一種新的研究課題。文章從結構美的歷史淵源、表現形式和表現特征進行分析，介紹分析結構美，闡述其在當下設計中的生命力。

關鍵詞：建筑設計；結構美；設計

在人類設計活動的歷史上，人類一直是通過使用、模仿、然后創造做為設計發展的基本歷程。將生活理想的外化和有意味的形式作為設計之美的核心；將美學理論中的分類知識運用于設計，對設計可能產生的美學效果進行了分門別類。設計美學的構成要素主要是：材料美要素，結構美要素，形式美要素，功能美要素。任何事物都存有其結構，這已成為人們的共識。說到結構美，人們首先想到的是建筑設計方面。建筑設計中的結構美是即包含建筑美學也要考慮技術美學的一個研究方向。作為現在工業化生產的相關產業，建筑結構與技術美學息息相關。尤其二十世紀以來，隨著新技術、新工藝和新材料在建筑領域的運用，特別是新型結構體系的產生和發展，引起了建筑風格和設計方法的巨大變革。從近百年建筑發展史可以看出：建筑藝術和建筑技術的進步有著很密切的關系，隨著新技術的出現，從而產生新的結構形式，并孕育出隊友的藝術表現形式。所以結構美成為現在研究的一個方向。

1 結構美的歷史淵源

1.1 玻璃+鐵的結構美——水晶宮

說到結構美的建筑形式，在建筑歷史上首先想到的是1851年在倫敦海德公園舉辦國際博覽會，這是個有玻璃和鋼鐵結構建造的水晶宮展廳，整個建筑利用玻璃、鑄鐵和鍛鐵為材料，采用了模數，除了交叉拱處的桁架外，其它的梁和支撐構件均采用同一尺寸。這些構件都是在工廠生產完成，到現場直接組裝，故而只用了半年的時間就建成了。水晶宮本身與眾不同的造型，加上基本構想、生產方法、運輸、組裝以至解體，表現出清晰明確的構成體系，即運用先進的設計思想和技術手段，利用模數制、工廠化生產以及預制裝配等方式，至今看來仍有其生命力。故而人們稱之為“歷史上最重要的建筑物之一”，同時也成為此后國際博覽會和展覽會的重要建筑模式，為許多國家所采用。這個建筑對今天而言，也不僅僅是通過工廠預制構件和技術方面的的特點，還可以看出新技術給建筑設計所帶來的新表現。

1.2 鋼筋混凝土的結構美——羅馬小體育館

在今日的建筑中鋼筋混凝土建筑已經很普及了，在結構設計中人們一直在追求造型和功能的一致，形式和內容的統一。通過計算，鋼筋混凝土的結構形式已經出現了多種多樣，如筒體、薄殼、折板、拱。其中奈爾維設計的羅馬小體育館堪稱鋼筋混凝土大跨建筑的經典之作，他在薄殼結構技術上做了很大的突破。這個5000座的體育館是由鋼筋混凝土肋組成的穹頂，由1620個混凝土預制構件組成，由現澆梁聯系在一起，這些精致的拱肋形成了美麗的網格圖案。而穹頂中心的開口又使人們能清楚地欣賞到它的起伏和圖案，最后穹頂由36根傾斜的Y形支柱支撐著上部結構的重量，細巧的支柱和波形穹頂邊緣也取得了很好的視覺效果。這種用技術表現藝術的手法，將形式和內容很好的融合，豐富了建筑設計的語言，達到了“詩的意境”。

1.3 金屬穹頂的結構美——美國館

結構技術是隨著人類對材料的不斷深入認識，物理方面的了解，開發新的形式。每當有新的結構出現，通過科學認識發展，與之對于的審美也隨之出現。就如對金屬的認識，不說現在世界各地的摩天大樓，就富勒設計聯合油槽車公司修理站的通過球形金屬結構穹頂展現了一種輕量、高效并富有象征性的高技空間結構。以及之后出現的加拿大蒙特利爾世界博覽會的美國館，其多面體的桿件體系，大尺度的圓球體在爭奇斗妍的博覽會上表現出與眾不同的高效空間圍合手段和美感，成為現代化的象征。

1.4 其他結構美

在建筑設計史上還有種建筑設計派別——高技派。這種設計方式沒有像以往的設計那樣，將結構和外飾分開，用外飾包裹結構形式，而是突出當代工業技術成就，將建筑的結構和設備管道突出的表現出來，強調了“機械美”，體形工藝技術和時代性。高技派典型的實例為法國巴黎蓬皮杜國家藝術與文化中心、香港匯豐銀行等。

另外日本丹下健三設計的東京代代木體育館，通過結構，技術和細部表現把日本的哲學和文化表現的惟妙惟肖。而美國建筑師埃洛？沙里寧設計的肯尼迪機場TWA航站樓，采用了曲線混凝土結構表現飛鳥的造型采用了，富有雕塑動感，展示的混凝土的很高技術水平。此外還有很多建筑設計將結構美用于表現建筑自身的韻味。可見凡是和結構有關的事物，都有結構美的表現。

2 結構美的表現特征

結構形態設計美學特征主要表現為：均衡與穩定，連續性與漸變性，韻律與節奏，以及形式感與量感。

均衡與穩定的結構美，通常指人類在視覺平衡的審美心理作用下設計的結構美學形式。和也符合結構力學上要求的均衡與穩定相統一。奈爾維說：“穩定性是最帶技術性的，最基本的結構性質”。均衡與穩定不完全指上小下大，上輕下重或對稱、龐大、厚重，隨這新材料和新結構的出現，“均衡”與“穩定”表現的方式更為多了，如帶有“索”的各種結構系統，如帳篷結構、懸索結構、索桿結構、懸掛結構等，這種輕巧，飄飄然的感覺，從根本上改變了傳統建筑基于受壓力學原理之上的空間造型特征。這也是一種均衡與穩定了，是一種動態的均衡與穩定。

連續性與漸變性的結構美，是現在力學常規作用的結果，是建筑構件無突變的連接，這樣的變化符合結構受力和美學價值，連續性和漸變性也有助展示建筑的整體性。建筑結構的漸變性和連續性表現結構類型很多，如現在的摩天大樓的塔式，體育館的扇形，還有如瑞士的旋轉大樓的扭轉式。連續性與漸變性，加強結構體形中的曲線美，給人以穩定、流暢、輕巧的感受，形成了建筑形體的美感。

韻律與節奏的結構美多是在連續性和漸變性上的演變。通過柱、梁、板、索等，這些結構構件，按一定規律的基礎上加上活躍的變化，這樣的變化沒有給結構增加難度，而且受力合理，有利于施工速度，對空間造型藝術有很重要的作用。由此可見，在設計過程中，不能總想著隱蔽結構，應該適當的考慮利用和發揮這些建筑構件的韻律與節奏，可以做到力學，美學向融和的結果，完善結構美的發展。

形式感與量感的結構美主要指空間的整體效果方面的協調。不同的材料，體量甚至顏色在不同的情況下給人的感覺也是不同的。垂直線條牽引人的視覺向上，給人高聳的感覺；而水平線條缺給人踏實穩重的感覺。金字塔的正三角形體給人以穩定、莊嚴的感覺，但如果倒過來則會使人感到危險和不安。適當的選型可以更有利于表現結構美。

3 結構美的發展未來

隨著生產力的發展，新型材料的發現，技術的提高，結構形式也隨之變化，結構美的展現也頻出不窮。人們在追求高度更高，跨度更大的同時，也追求其他的夢想，如更輕更不受地球引力影響，等等。如中央電視臺大樓，這樣在以前是根本不敢想象的結構形式，在今日也成功的展示了它的結構美。同樣隨著國民經濟的發展，特別是對新技術開發，對空間結構的需要變化，人類會產生對應新結構的審美詮釋。在不斷的學習與實踐中，空間結構必將有很好的發展。

參考文獻

[1]武星寬.設計美學導論[M].武漢理工大學出版社，2006.

[2]徐恒醇.設計美學[M].北京清華大學出版社，2006.

作者簡介：毛艷（1981-），女，學士，研究領域：建筑設計，工程管理。

張 ，副教授，研究方向：設計藝術原理、羌族造物藝術。

*通訊作者：趙丹丹（1970-），女，碩士，研究領域：工程管理。