第一节 建筑与结构的关系(建筑学)

第一节建筑与结构的关系

一、建筑与结构

（一）结构对建筑的制约

结构受力学规律的支配，对建筑的多种多样要求，一般只能满足一部分，对建筑有很强的制约作用，主要表现在下述几个方面。

1、空间和形体

大空间公共建筑的空间和外观形体，虽然出自于物质和精神功能的需要，但其构筑成形则受结构的制约，如空间的大小、高低、曲直及外观形体都与所用的结构形式有关。有些建筑用大跨结构，多采用先进的空间结构，这样比较经济。而空间结构是三维实体，它对建筑空间的围合与限定颇有个性特点。有些建筑用大跨结构虽然只做顶界面－屋面。但屋盖结构对建筑平面形状、空间体型以及外观形体也有很大影响，如圆顶、网壳、悬索、薄膜等结构对建筑的影响虽然各不相同，各有千秋，但都是巨大的；有些建筑用大跨结构既覆盖又围合其空间，结构形体往往就是建筑形体；这种情况下，结构对建筑的影响，更具有决定性意义。

2、界面和形象

不同的结构形式对建筑界面（顶界面、侧界面）的建立都有独特的影响。常常构成具有独特个性的立面或完整的建筑外观，对建筑形象的塑造有决定性的影响。

现代大空间公共建筑的顶界面一般很少采用吊灯，而是直接暴露结构，结构的构件的粗细、走向、网络图案及其韵律就成为建筑空间艺术的重要组成部分，技术美学发挥着重要的空间造型作用。

3、形式美的表达

建筑造型的比例、尺度、节奏、韵律、均衡、稳定等等形式美问题在大空间公共建筑中需要同结构形式揉合在一起综合处理。虽然有时面的划分有较大的独立性，但它应该同网格的布置协调一致，正确反映出结构的受力和传承的特点，使建筑形态与结构形态吻合一致，否则会出现形式与结构的脱节，造成虚假。建筑形式美的推敲应以结构形式为基础，以期达到建筑与结构的有机结合。

（二）建筑对结构的相互促进

建筑与结构既有彼此制约的一面，也有相互促进的一面。大空间公共建筑对结构最主要的要求就是形式多样化，为建筑创造提供得心应手的手段，这是建筑对结构的最大促进。

反之，当结构技术取得突破，就为建筑设计创造了更大的创作余地，促进建筑的发展。例如：悬索、网架、网壳、薄膜这类结构的就是突破和进步，都为建筑提供了更多的创作空间，为覆盖更大的空间和个性化创作开辟宽阔的道路，促进了建筑的发展。

（三）结构与建筑的相对关系

现代建筑是由建筑、结构三大要素构成的综合产品，各专业学科都有自己的贡献，屋高下之分。而就建筑内部关系看，几大要素有应有主次之分，统一于一个主题下，不能三足鼎立或二元并列各唱各的调。

建筑创作的核心在于创造人工空间，满足人们的物质和精神需要，结构创作的核心是实体，是构筑空间的有形物质。空间与实体相互依存。但空间是主角，是建筑的目的，实体是服务于空间的物质手段。目的和手段，不言而喻，主从地位分明，不是并列或等同。

主从关系的明确，有利于正确解决建筑设计中工种之间出现的矛盾。创作出建筑、结构及设备有机结合的优秀作品。结构在工程设计中应该是量体裁衣，根据建筑需要进行结构构思，而不应抓住某一结构形式不放，反将建筑空间勉强塞进，这种削足适履的做法，在理论上没人赞成，但在工程实践中却屡见不鲜。主从不分，结构构思脱离建筑空间实际，徒有其表的不良倾向，往往源自建筑师而非结构工程师。当然，有时也会由于结构与建筑配合不利而造成的。因此，无论是建筑师还是结构工程师进行结构构思和评估与完善结构构思时，都应坚持量体裁衣的指导思想。

（四）结构与建筑的矛盾

大跨建筑与结构之间还存在着矛盾的一面，而且比较突出。

建筑创作贵在坚持，个性化则是其主要的体现。个性化要求不仅在于它与周围其它建筑应有明显的区别，更在于它与同类建筑相比有自己鲜明个性，不落雷同，但这些是建筑创作的最大难点。

建筑个性化创作直接涉及到结构，要求结构形式灵活多样，为建筑创作提供较广泛的自由选择和加工改造的余地。然而，无论国内还是国外，现实情况是流行的结构形式同需要相比很有限，同多样化的需求差距很大，矛盾比较突出，这些差距和矛盾应该引起建筑师和结构工程师足够的重视，共同努力解决。

二、矛盾的化解

结构对建筑的制约过严和结构的可能与建筑的需要差距过大，就是矛盾。正是这种矛盾促进结构技术的发展和结构与建筑结合的加强。其结果是使矛盾得到一定的化解，促进了建筑事业的发展。

（一）开发新结构

发明和创造新的结构形式，不仅可以有效地解决当前需求与可能之间的矛盾，而且可以促进结构技术的重大发展，为建筑创作提供更多的选择余地。

自然界的动、植、矿物，有无数的物体经受严峻的自然条件考验，在残酷的优胜劣汰、适者生存的自然洗礼中得以生存延续，发展壮大起来，都是具有受力极为合理的结构形式。如贝壳、果核、翅膀、皂泡等。人们对自然界存在的先进结构的形式认识仍然不多，转化为建筑结构的则更少，更多的发现还有待于人们的不懈努力。

从学术角度讲（看），发现核创造先进结构形式是时间跨越较大，常常是几十年的研究才渴望取得成果，人们对其寄托厚望的同时必须耐心的等待。

（二）多样化应用

现代建筑的周期已不是中世纪几十年甚至几百年那样漫长，而是相当短暂，少则几个月多则三、五年。市场竞争机制下的设计周期被压缩到更短。因此，要求人们运用已储备的知识对结构形式进行适当的加工改造，做多样化应用。（既对现有一些基本的结构形式进行切割、组合及调整几何参数，从而达到结构形式花样纷呈的目的）