常用的建築設計中的結構有哪些?如何把它實踐用到設計中


謝邀,以前正好聽過柳亦春老師的講座:結構為何。當初也正好整理了出來,信息量有點多,當然都是乾貨。(下面為正文)

古希臘和古羅馬

我們都知道古希臘建築的本質是木結構,它起源於木構建築,經過了陶片對木構防火防腐覆層這一構造階段而誕生了覆層的裝飾藝術,之後的石構建築深受這一階段的影響。而古希臘文化對人體美的推崇使陶立克和愛奧尼柱式作為古希臘最重要的的建築文化深刻地影響了後世。顯然,古希臘木構的初期,結構就是建築站立的需要,等到柱式文化成熟期,柱子的「表現法」已經充分吸收了古希臘神話所反映的人本主義世界觀的社會性內容:人體是最美的。

古羅馬建築的主要建造材料是當地的火山灰混凝土,由於它質輕且施工時含水量很少,所以可以先砌磚石,然後在裡面填充火山灰混凝土的牆芯,並不會因壓力過大而撐開,而且很快就能幹透。另一方面我也在想,這種外部用三角形磚(為了節省並未用整塊磚)砌築與內部澆灌混凝土的方式,磚是做什麼用的?如果有所謂的建造「真實性」表達,這個「真實性」體現在哪裡? 當然這與這次的美術館設計關係並不大,但由此我還是思考了一陣關於「真實性」的問題。

如果單純裸露火山灰混凝土,是否就達到了所謂的真實性?有建築史學家分析過在這裡的磚是用來充當模板,起到找平的作用。由於古羅馬比較缺乏木材,但石頭也不是很多,而盛產火山灰,所以就採用了石頭和火山灰並用的砌築方法。古羅馬的牆體開始是亂石砌,後來過渡到網眼砌法,再後來發展到使用磚。石或磚在澆築過程中是受力的,但一旦混凝土風乾後,特別對於拱形結構,這些磚石就不再受力了。那麼磚石在砌築上的作用是多餘的嗎?不是。使用磚,既可以作為模板來找平,還可以以人的身體尺度來決定澆築的工藝與尺度,這就與建造相關了,而且還暗含了身體的因素。所以這個時候它的真實性不是簡單的材料本身的真實性,而是一個建造過程的真實性問題。古羅馬的砌築方式從亂石砌法、網眼砌法發展到磚砌,外牆從抹灰逐漸發展到裸露的清水磚,這一建造過程中雖然夾雜了各種變化的因素,卻也是一個自身的文化形成與獲得自信的過程。

也就是說,當我們把材料放在更大的建築的範圍內去討論,它的真實性將受到很多因素的制約,或者是由很多因素來構成的。

古羅馬斗獸場,它是一個拱券結構,混凝土的拱券結構是羅馬人發明的,這在建築的外觀上有明確的表達,但另一方面古羅馬還受到希臘文化的影響,所以斗獸場外表面還有希臘柱式的壁柱,柱子不是結構,拱券才是結構,但它們共同作為了那個時期的建築文化的表達。

水平窗與垂直窗的爭論

Rue Franklin,Auguste perret, Paris, France, 1902 - 1903,

在鋼筋混凝土結構發明初期,19世紀末20世紀初,佩雷在設計巴黎富蘭克林大街25號公寓時,會用面磚把鋼筋混凝土的框架結構柱遮蔽,但是又會用比較平整的面磚和很多花飾雕刻的面磚將結構柱和填充牆區分開來。到1930年代,佩雷開始直接暴露鋼筋混凝土的框架結構樑柱,比如巴黎市政博物館,他通過模板賦予混凝土柱子表面以豎線條的凹槽肌理,就像經典的陶立克柱式的柱身一樣,但是這些柱子在室內空間里是直上直下、沒有柱頭的,而在室外門廊處又會在柱頭處被放大以某種相對抽象紋理的柱式圖案,並不是陶立克或愛奧尼樣式的柱頭,但是會給你產生和它們有關的聯想。這個柱頭完全是鋼筋混凝土模板現澆出來的。

Hydraulic Cement 水硬性水泥 1800,Louis Vicat Reinforced Cement 鋼筋混凝土結構 1897,Francois Hennebique

新的鋼筋混凝土結構框架成為整澆、均質的構架,這種結構是可以完全把建築解放開來。雖然當時鋼筋混凝土技術已經被發明,但是同一時期佩雷還是傾向於用比較古典的立面,這個時候(佩雷和柯布之間)有一個非常有趣的水平窗和垂直窗的爭論。

柯布西耶 Monol體系

柯布西耶認為在這樣一個框架系統下,窗戶可以完全自由地水平展開,而垂直窗是在磚石體系結構的時期,(人們)無法做水平窗,他們才去做垂直的窗戶。

Rue Raynouard,1930s ,Auguste Perret

而佩雷認為垂直窗戶是與人體相關的,人的站立和垂直窗之間的隱喻和對位的關係,更能代表人的存在。

Rue Franklin,Auguste perret, Paris, France, 1902 - 1903,

站在垂直窗面前,人們既可以看到街道,又可以看到遠處的天空、花園;反之水平窗它只能看到水平向度上的一個景色。

從柯布的母親之家看日內瓦湖
從柯布的母親之家看日內瓦湖,手繪

對於日內瓦湖的這種風景的畫,水平窗會來的更加的自然。

Hydraulic Cement 水硬性水泥 1800,Louis Vicat Reinforced Cement 鋼筋混凝土結構 1897,Francois Hennebique

同時那個時期,佩雷的好朋友瓦萊里,一個法國著名的詩人,他也認為混凝土是一個可塑性非常強的材料。

瓦萊里:「既然混凝土就如同麵糰,為什麼不在你的作品中多用些曲面呢?」

佩雷:「確實,混凝土就是一麵糰,但我們通常使用木材模子塑形,建築挺直的線條可以使木板反覆使用,同時還喚回古代建築的意義。希臘建築模仿了木構建築,而我們使用木材,便使這一切都順其自然,柔曲的模板將耗費巨大,對材料非緊急的使用方式將切斷通向風格的道路。」

palais d iéna,Auguste Perret 1937.佩雷設計的巴黎市政博物館

混凝土結構的探索

佩雷在為自己模仿古代的這樣一種建築找到了理由---如果使用柔曲的模板,耗費很大、不經濟。但是混凝土作為新興的材料確實是有之前材料不具備的可能性,所以在他之後非常多的建築師用混凝土建造了以前建築結構體系下不可能完成的建築。

Aircraft Hangars Orvieto, Italy, Pier Luigi Nervi,1935
robert maillart ,1939
Felix Candela,1958
Eladio Dieste

30年代到50年代這一時期,混凝土已經被用到極限,最薄可以做到3-4公分,像Pier Luigi Nervi做的小體育宮。今天很多數字化技術最多也做到這個程度,只不過使用的計算方法不一樣。

這個是Eladio Dieste做的一個磚拱,這是高斯拱的一種結構形式,底下是磚,上面是混凝土,他把磚受壓和混凝土受拉的兩種受力結構形式發揮到極致。

路易·康 懸臂混凝土結構與光

Kimbell Art Museum,Louis Kahn,1972,自然光分析

(十九世紀下半葉)那個時期出現的很多結構主要是針對一些大跨的,(比如)針對一些飛機庫、展覽館等等產生的結構,那麼在平常的一些民用建築(或者說)公共建築中,究竟可以怎麼樣運用混凝土這樣一些結構呢,路易康做了一個很好的表達。

這個時候結構已經到了極限了,那麼建築師該怎麼辦。康說了一句話:」從一個超凡的結構切出一塊,以求得到一個空間,這成不了一個超凡的空間。」就是說結構如果達到一種極限的話,它並不意味著建築是一個完美的建築,一個超凡的建築。

康在設計金貝爾美術館的時候,最初是想用一個半圓形拱的結構(康在羅馬呆了很長一段時間,受到了羅馬非常大的影響,萬神廟很顯然是對他影響很大的一個建築),但是他在跟業主交流的時候,覺得他的建築不需要神性,而是希望這個建築更加人性一點。

Kimbell Art Museum,Louis Kahn,1972,擺線與剖面梁

所以他把半圓的拱變成了扁拱,最終用擺線完成了結構體系。有了擺線拱以後,他把它一切為二,讓自然光線進入室內。

切開以後,這個拱就不是拱了,因為拱是要對著才能受力的。當然這裡面會有一些小的梁去觸碰,但是在結構師進行計算的時候,認為這已經不是一個拱了,它其實是一個變截面的梁,是一個框架的結構。切斷以後,結構師用預應把伸出的彎曲的大梁往回拽,完成了上面這樣的一個框架的結構。

Kimbell Art Museum,Louis Kahn,1972,室內

康覺得如果我們去較真兒這樣一件事------他的結構是真實的嗎,他的結構和他的形式是一致的嗎------其實是可以質疑的。對於建築師來說,並不是結構跟形式統一了,就是一個好的建築,因為這個時候還有很多其他的要素,比如說我想讓光進來,比如說我想做一個展覽館。那麼當光疊加進來的時候,它其實最終才形成了一個三位一體的建築,所以我們才能說金貝爾美術館如果沒有中間的這樣一道自然光線,肯定成不了現在這麼永恆的建築,正是因為光進入了這個建築,才讓混凝土從一個很非常工業化的東西變成了一個非常人性的一個東西。

我在1999年去看的時候,在混凝土上這種柔和的反光就像絲綢一樣,它徹底改變了混凝土帶給人的一種非常慣常的冰冷的感覺,所以他是用這樣綜合性的方面來達成一個結構、形式、空間、使用的統一。

坂本:架構=結構+場所 筱原一男:即物性

坂本老師有一個詞兒,叫架構,他大概在2001年或者是2002年的時候在同濟做過一個對話,那個時候架構這個詞就傳到了我的耳朵里。對話的時候他說「架構=結構+場所」,當時我非常不理解,結構+場所那不就是建築嗎,那為什麼要叫架構。其實就架構這個詞兒,(當然我們也可以不管這個詞,我們也可以仍然說結構)其實只有在日文里才有,在中文裡,在英文裡面也找不到他的對應。但是在日本的建築師裡面,如果你一說架構,大家都知道架構就是結構加場所。

這詞其實就是把結構從結構師那邊拎過來,讓建築師去理解結構不僅僅只是一個受力的因素,同時還是空間的要素,空間是要跟場所、跟人的使用是相關的,所以說把架構這個詞拿過來的意義就是:我們在討論設計的時候,我們在討論結構是否合理的時候,不僅僅實在討論力學的問題,而是一個綜合性的問題,一個在空間和使用的各方面綜合的情況下去跟結構師的討論,才會變得對建築師來說更加的有意義。它不會受結構的束縛,你可以隨時地從結構師那裡得來的技術的限制也好可能性也好,你會做出一個判斷,然後去尋找和你想要的空間有一個怎樣的結合度。所以這個是一個很重要的要素,它其實是把場地、功能、尺度甚至於建築學先在性的文化統一地吸收進來的一個內容。

筱原一男,傘之家,1961,「から傘の家」

當然坂本一成是筱原一男的學生,對我個人來說,筱原一男對建築的思考給我的影響更大。比如說這個傘之家,你可以看到在他的空間裡面,原來的(傘狀)結構是完全暴露的,當然這個結構也限定了空間。

筱原一男,白之家「白の家」室內

然後筱原一男在做白之家的時候,傘形結構沒有了,他用一個吊頂把他完全遮住,空間中只剩下一根柱子,這個時候就出現了小原對於結構在空間中的作用的一種思辨。

他用了另一個詞---即物性。所謂的即物性就是把柱子從結構中抽離出來,柱子不僅僅只是結構受力的東西,也可以是一個文化的東西。另外日本的很多建築師受到羅蘭巴特「意義的零度」的影響,他們不斷地追求讓意義消失的時候,也發現意義其實是消失不掉的。

前面提到的「即物性」是一種在更大的範疇內對「客觀性」與「真實性」的 認識,是對客觀事物的考察與思辨。「即物性」一詞,來源於德語的 sachlichkeit,德漢詞典中譯為「客觀性」,在文學與藝術史中,也有 「即物主義」的譯法,它在建築領域中的討論最早或可追溯到19世紀末期的德國建築文獻。1920年代初,德國現代繪畫針對表現主義泛濫出現的die Neue Sachlichkeit概念,德漢詞典中譯為「新現實派」,也有譯為「新客觀派」。「即物性」實際上來自日文對sachlichkeit的譯法,這兩年隨著我對東工大學派的筱原一男和坂本一成的建築理論的關注,從他們的諸多建築討論中,逐漸注意到這個概念,也發現這一 概念在19世紀末的德國從藝術影響到建築領域,歷經多次討論,其內涵也不斷發生微妙的變化,我認為在本體論的層面,這還真是一個值得注意的詞語,它與建築的「本質論」、「固有性」及其意義表達密切相關。

在白之家的時候,筱原一男用什麼辦法讓意義消失呢?

筱原一男,白之家「白の家」平面圖

日本傳統的木建築,中間總是有一根柱子,叫中心大黑柱。這是在日本的傳統建築裡面一種非常重要,非常根深蒂固的建築形式。小原在做白之家的時候,用了幾個手段:

第一個,把空間一分為二成兩個不是特別對稱的空間,在這堵牆限定了以後,柱子在空間被感知的時候就不是在中間了。以這種方式,他把中心黑柱的意義給剝離了。

筱原一男,白之家「白の家」中心大黑柱

第二個,他增加了水平的吊頂,把木構架傳力到中心黑柱上的路徑給隔斷。又用這種方式,他把柱子從結構的意義里又剝離了出來,讓其成為空間當中一個中性的柱子。

但今天如果你回過頭再去看那個時期,(因為那個時期他就是想剝離,就是想讓人讀不懂),會發現其實這個文化它還是存在在這裡,反而產生了一種思辨,這思辨是小原對於那個時期建築的一種批判,是他對於傳統再現的思考,是對傳統走向現代的過程當中的一個非常自覺地手法。

筱原一男,白之家「白の家」剖面圖

這張照片可以很清楚地看到原來的木結構和水平吊頂之間的關係。如果沒有這樣一個思考的話,這個木結構肯定是空間中非常漂亮的一個結構,幹嘛要把它全部給遮住呢,但是遮住以後可以看到一個非常非常抽象的空間。這種空間在那個時期是非常激進的,所以他帶來了全新的一個空間體驗。這個就是我對即物性的一個理解。

筱原一男,谷川之家「谷川さんの住宅」
筱原一男,谷川之家「谷川さんの住宅」

古川之家中,筱原一男把自然的泥土裸露在室內,然後用一個結構的框架撐住特別抽象的屋頂覆蓋,在這樣的一個空間裡面,其實你會非常非常自然地會去思考自然和人的一個關係。這樣一個構架讓你想到最原始原始的一個棚架,一個建築所被支撐的屋頂的起源,人在最原始的Covery覆蓋底下是一個怎樣的存在------一個自然的關係。

然後結構發展到今天我們不得不承認,現代主義時期,建築和結構還不是完全分離的角色,建築師同時也做著一個結構師的角色,兩個學科並沒有被區分開;現代以後學科分得越來越多,建築師和結構師也分開了。特別是當形式追隨功能這樣一些話出現後,結構漸漸被討論的越來越少,因為它更多的被工程師的角色取代。然後建築師通過功能和空間先對建築的形式形態有一個想像,再會讓結構師去配合。所以這個時候就出現了我們今天的建築體系,設計院也是這樣的一個建築所,結構師、建築師,建築先做方案,然後結構師再來配結構。

Rem Koolhaas 形態與結構

seattle public library ,OMA

比如Rem Koolhaas,他的很多建築方法就是從城市的角度,從program的角度得出建築應有的一個形態,同時也會找很好的結構師,像是Cecil Balmond,來做這個結構。通常這個結構是後置的(雖然做方案的時候會和結構師討論),但總體來說是一種後合理化的過程,並不是從結構出發的這樣一種方式。

當然結構也不一定是他在空間表現中的一個目的。

波爾多住宅,1994,OMA
波爾多住宅結構外露,1994,OMA

Rem在他早期的作品中也非常重視和結構師的合作,可能也是因為他的職業背景(他是從記者出生的),他是很尊重結構的。波爾多的這個別墅是Rem為因車禍而殘疾的好朋友設計的,他找了結構師 Cecil Balmond,說要做一個看上去像飛起來的房子,為好友重振生活的勇氣。

波爾多住宅山坡下仰視,1994,OMA

Cecil Balmond就把結構翻到了建築的外部,通過懸挑並用鋼索拉住,讓結構看上去非常反常,建築像是漂浮在空中(因為建築在坡地上),要飛起來了。所以建築在一個不是很正常的情況下可以獲得一個非常了不起的形態和狀況,這和對殘疾人的鼓舞類似------即朋友使殘疾了,還是可以生活,還是可以做得很好。

波爾多住宅剖面,1994,OMA
波爾多住宅剖面,1994,OMA

感受一下要飛起來的剖面

波爾多住宅室內,1994,OMA

隨意感受一下要飛起來的室內

但是在這個裡面,結構已經完全脫離了建築,成為一個非常獨立表達的內容了。

鹿特丹的當代藝術館,OMA

鹿特丹的當代藝術館,OMA

其實在Rem的很多房子裡面結構都會有一個獨立的表現,比如說鹿特丹的當代藝術館。

鹿特丹的當代藝術館,OMA
鹿特丹的當代藝術館,OMA

看剖面和照片

REM在意的是建築穿過的一個地形,一條路徑和地形的關係。

鹿特丹的當代藝術館,OMA

但是, Cecil Balmond的結構做了一個受拉的構件,用紅顏色在空間中突出出來------結構在空間中就像雕塑一樣。它其實跟Rem想表達的空間完全是沒關係的,但是在這個裡面它們(結構和空間)是一個並置的狀態------所以在庫哈斯早期的建築裡面,建築的結構更接近一個藝術的方式。

鹿特丹的當代藝術館,OMA
鹿特丹的當代藝術館,OMA

當然這些都是Rem早期的一些作品,後期因為大、因為尺度的因素,他關於大關於巨變啊的這些書都是在討論城市的東西,這個時候結構一定是退到很遠很遠的地方去(因為建築大到一定的尺度,完全脫離了人體的尺度,他對人的作用就完全不一樣了)。

這種狀況下,建築成就了什麼,他自己也在反思。在前兩年的威尼斯雙年展Rem自己策展的主題叫Foundamental,內容又回到最基本的門窗戶(ps:他把中國的斗拱也拿出去)等等這些最基本的結構要素、文化和人的關係之間,這是他對他自己的建築的思考。

在今天的技術狀況下,結構已經無所不能了。但是給他帶來的最直接的傷害是什麼呢,中國政府不敢找他做項目,因為做了CCTV以後變得奇奇怪怪,中國政府的官員都不敢找他做項目。所以他現在特別著急,就想在中國辦一次展覽,除了奇奇怪怪的建築我們也做不奇奇怪怪的房子,這也是他自己帶來的一個有意思的悖論。

石上純也的桌子

Table,石上純也

這是石上純也和小西泰孝合作完成的桌子,他做這麼薄的桌子其實是一個建築的企圖。

Tables of a Restaurant,石上純也

故事開始於一個業主請石上純也設計的餐廳,在這個餐廳裡面,業主希望有一些比較私密的空間,比如說卡座和包房這樣一類的東西。石上純也覺得設計這樣一些東西沒什麼意思,他就想了個辦法設計一張足夠大的桌子來達到私密空間的目的。

在這個設計中哪怕是我們兩個人坐在相鄰的位置,也有一個私密性的關係,他用了一些瓶瓶罐罐花花草草加大這樣的距離。為了加大這種(私密性)空間感知,他想到的辦法就是讓這桌子變得足夠薄,其實(這樣做)是讓那種空間的心理感知(私密性)更加遠。

基於上面這些想法)他在空間中做了幾張大桌子,桌面所佔的空間肯定是小於非桌面所在的空間,桌面空間比人類活動的空間大得多------他徹底改變了空間被佔據的狀態。

在這個裡面桌子已經不是桌子了,也許剩下的空間才是桌子。

石上純也,tables,人不同行為下桌子的受力情況

你可以想到完成這樣一個超薄的桌子需要一個非常好的結構的技術,所以石上純也跟結構師做了一個非常有意思的合作:為了讓桌子達到超薄,他首先提供了一個任務書,(告訴結構師)這個桌子最重要壓多少東西(因為越輕肯定就越薄嘛),比如趴在上面、坐在上面、倚靠著是一個怎樣的受力,這個時候結構師就去算了~

石上純也,tables,桌子受力原理圖

他用的一個最簡單的原理就是預變性。因為鋼是一個有彈性的材料,所以先讓鋼先預起拱,然後靠鋼材的自重讓它變得稍微平一點,再當桌子被擺上東西後,桌面不至於彎曲。最後鋼板是4.5mm厚,就可以做到4.5米。

做完這個桌子以後,他就想做一個展覽,探討在這種結構下,桌面可以做到多長。石上跑去跟結構師討論說他想做一個11米長的,最開始想到的材料是剛,但要做得足夠薄足夠長的話結構師又覺得剛太重了,所以把材料變成了鋁。

然後在市面上能找到最長的鋁板是8米,要做11米的平整桌子改怎麼辦呢?就要接嘛。所以結構師就想了一個特別有意思的一個結構,讓桌子一半是剛的,另一半是鋁的,再用受力原理完成不同材料的拼接。

石上純也,tables,桌子受力原理圖

我們先來看看鉸接和剛接有啥不一樣。

所謂鉸接點就是彎矩為0,不受力的。圖a,地面剛接,直角的地方鉸接,轉角的地方彎矩是為零。圖b,地面鉸接,直角的地方剛接,彎矩為零的地方移動到了水平板上,同時地面結點彎矩也為零。圖c,地面和直角的地方都剛性連接,桌腿和桌面上都有彎矩為零的點。

石上最後選擇的是C的做法,讓剛和鋁的連接是鉸接點。

當然他這個桌子還是有點騙人的,為什麼說騙人的呢,就說上面圖C這張彎矩圖裡,明顯是固接的不是鉸接的。就是說桌腿和地面固定,他只是做了一個魔術,讓你不知道其實還是有個玄機在裡面。

石上純也,tables,桌子受力原理圖

桌子的彎矩圖恰巧是這樣子的,他就選擇了彎矩為0的地方作為兩個材料的交接點,完成了最長最大跨度的一個桌子。

石上純也,tables,材料拼接方式

中間是鋁板,兩邊接的兩個鋼桌腿(桌腿用鋼的桌子才能足夠重、比較牢)。

石上純也,tables,材料拼接方式

做完這個桌子之後,我覺得特別有意思的是一塊鋼板下隱藏的11個螺釘,這是一個特別好的細部設計,你可以清楚地看到這個桌子是怎樣建成的,按理說肯定要把這個結構暴露出來(展現結構),然後他卻沒有。

石上純也,tables,平面圖

可能是處於兩個方面的考慮:

一是他想要探討的事情確實不是這個桌子是怎麼做的,他想要表達的是在桌子上面的、他為展覽做得微小的空間。當桌子足夠長,人的手夠不到當中的時候,桌子上面微小的空間是怎麼樣的,所以他用了一個木皮貼在了桌子上面。當桌子是木頭的時候,就加大了人的一種反差,「哎,開始以為這是一個木頭的桌子,哇!這個木頭的桌子怎麼會這麼薄」------會有這樣一個反差。

另外一個就是說如果他不貼這樣一個木皮,這個桌子基本上就是結構師的作品了,不是他的作品了。

石上純也,tables 展覽現場

到現場去,當你看到一個木皮貼著的桌子的時候,其實能感覺到他把形式的張力放到了更大。因為當你一眼看到一張很長很長的鐵、或者金屬的桌子你不會覺得怎樣,但是當你看到的是一個木皮的表面的時候,感覺是完全不一樣的。

石上純也,tables 展覽現場

有人會到這個桌子下面去找原因,再看到是這11個螺釘的時候,恍然大悟。所以說這個時候就是建築師的作用就體現出來了。

步行橋

約格·康策特(Jurg Conzett),suransuns的步行橋

這個時候我們就可以比較兩個東西,一個是瑞士的結構師Conzett設計的一座在峽谷裡面的鋼懸索橋,40米的跨度,6CM厚的橋,上面用了很多石塊。因為在這樣一個峽谷裡面運輸非常不方便,所以他一定是要用小塊的東西去把這個橋搭接出來,鋼索和石塊結合是最容易建立的一個方式。

約格·康策特(Jurg Conzett),suransuns的步行橋結構與構造

這樣一個彎曲的橋也符合結構的原理。這座橋的結構所要面對的主要因素,其實不是人踩上去的重量,而是風。峽谷里風都是從下往上吹,所以這座橋的結構其實是一個反拱,當風從下面吹的時候石塊才是被擠緊的;當人踩在石塊上的時候,是松的。但是人的重量對於風的力量實在太小,綜上述,結構還是主要用來抵抗風的。

約格·康策特(Jurg Conzett),suransuns的步行橋細部節點

反拱結構的缺陷在於很難預料到上面是1個人在走,10個人在走,還是20個人在走。所以橋依然需要有一定的緊張度。Conzett用了預應力,先把那鋼板拉緊了,石塊擱上去之後再用千斤頂拉緊鋼,那麼讓鋼板鬆了之後石塊就被擠緊了,最後把銷子插進去。

這個結構裡面可以看到所有的節點都清清楚楚暴露在我們面前,我們可以一眼讀到。當然它這裡面也有很多細節,石頭是很硬的,靠在一起相互擠壓很容易碎掉,所以石塊和石塊之間是有一個3mm厚的鋁片。鋁片有兩個作用,一個是用來找平,另外一個就是在石塊之間建立一個水泥砂漿這樣柔性的可以被擠壓的東西。

約格·康策特(Jurg Conzett),suransuns的步行橋底疊澀
約格·康策特(Jurg Conzett),suransuns的步行橋墩

這是一個非常非常技術的結構,當然它在空間中也非常的漂亮,包括橋的根部也有很多這樣的一些懸挑疊澀,用來抵抗橋樑抖動的。我們知道倫敦的千年橋在剛造完的時候,人一上去,Pa,劇烈的抖動,是因為共振沒有處理好。

老木橋形式與結構的關係

木石橋,浙江省台州路橋老街

我們在05年的時候做過一個浙江省台州路橋老街改造,在那個老街上發現了一個特別普通而且有些破爛不堪的木石橋,橋底下是三根木頭,上面是鋪的石頭。當時絕對這個橋特別好,想讓路橋的政府把這個橋給留下來。

當然我們呼籲了半天也沒保住。(ToT)/~~~

木石橋,浙江省台州路橋老街,細部做法

這結構思維簡單直接:木頭是受彎比較好的結構,放在下面;石頭受壓性能比較好,放在上面。木頭是不耐久的材料,石頭是耐久的材料,木頭需要防腐,需要把雨水遮住,所以上面石頭的搭接特別的聰明:他先用一根石樑搭在木樑上,石樑上面有一個凹槽,作為每一塊石板搭接的縫,下雨天的時候,水從縫流到凹,最後被導到了橋的兩邊;其次,三塊石塊之間的縫恰好就是木頭和木頭之間的縫,所以雨水是淋不到木頭的。

所以在這個橋的設計意圖裡面,你看到的不僅僅是功能或形式,更多的是關於材料的防水防腐和結構關係的考慮,這些考慮讓人覺得這個設計綜合性做得特別好,你會感到一種溫暖而充滿智慧,又不是高科技的方式來完成的簡單建築方法。

概念性的合理結構

在這三個案例裡面,兩個橋,一個桌子,你會發現那些具體的構造、具體的受力,都直接地跟材料、結構發生統一的關係。這種時候,結構和建築並沒有太多的界限,最後完成的橋、桌子的形式、使用的方式,就是建造的方式,就是方法本身。

這是瑞士ETH一年級學生的作業,要求學生在一天內用剛性材料和柔性材料來完成一個手套。這是一個保暖的手套?還是一個拿東西工作要用的手套?---做這個手套的時候,很多因素都會被提煉出來,你必須要考慮這些要素才能完成這個作業。最後完成的其實都不是一個真正的手套,而是一個概念的手套。但在做概念手套過程中,其實是思考了所有關於建築的功能、結構與結構之間、材料的問題。

瑞士大部分的建築師對結構都有一些似乎是與生俱來的思考,在他們的教學裡面,建築、設備和結構基本上都是要同步學習的。在這一點上,坂本一成他們東京工業大學的建築系也是這樣的,進入建築系的時候,建築專業和結構專業是沒有分開的,四年級的時候大家再根據自己的喜好或傾向進行選擇,所以他們的結構師可以非常的理解建築師,建築師也會非常地理解結構師。這種狀態下我們可以看到瑞士建築和日本建築為什麼在全球的範圍內能夠獨樹一幟,其實跟這個教學體系是非常有關係的。

這個時候你會發現結構隱隱約約起到很重要的作用。

這是一個瑞士建築師做的建築,在他們這個建築裡面結構就是空間本身,後來出了一本書叫《structure as space》。他的住宅,基本上每一道牆都有結構作用,拿掉任何一道牆,這個房子就不成立了,這並不就說它就是特別合理的結構,所謂的合理有很多的因素,比如說經濟性等等各個方面,它的合理性存在於建築師的意圖之下------在建築師所要達到的意圖裡面,它是一個合理的結構。

日暉港步行橋

日暉港步行橋概念圖,大舍

這是我們前幾年設計的一個步行橋,和結構師大野博史以及張准合作,最近正在吊裝,春節以後大概也就差不多了。

我們的思考是橋首先要跟場地發生關係,它需要跨越大概70米的跨度,連接盧灣區和徐匯區。橋的兩邊有非常大的差異,徐匯濱江沿河的空間尺度很大,盧灣區是一個尺度很小,有點像我們在居住小區裡面做的那種有曲徑通幽小路的公園。

日暉港步行橋,大舍

其次是不同高差的連接,盧灣區黃浦江邊上的防汛牆通常有兩級,一級防汛牆的防汛高度是在海拔4.5米的地方,二級防汛牆的防汛高度是在海拔6.5米的地方。所以在盧灣區這邊,沿著江這一邊的步道是很低的4.5米標高的一個親水的平台算是通行道,在它上面二級防汛牆以外的地方有一個7.5米的高度。我在想這座橋到了對岸之後能夠聯繫上述這兩個不同的標高,同時聯繫兩個不同的路徑,這樣形成了一個Y字型的布局。

日暉港步行橋,最初的方案和調整後結果的簡易平面,大舍

最初的方案橋是直接聯繫水邊步道的,但是經過規劃局,說這個橋的分叉點在河的當中不安全,要讓分叉點跨過河。

可是他不同意,最後我就只好把分叉點放在河岸上來了。(ToT)/~~~

另外是水務部門不希望這個橋的落點直接跟防汛牆連接,所以又被迫把橋的落點放在了這邊5米的地方。所以最後這個橋從這個地方看其實也沒有很大的改變。但是所有這些改變其實他那個原理沒有變,它依然是聯繫了不同的標高。

當然這兩個橋把它拉長了以後,回過頭來想我覺得變得更有意思了------因為其中一跨變得更加長了,看上去更加柔軟。

日暉港步行橋,結構原理,大舍

最初設計這個橋的時候用了帳篷原理,帳篷被放得很扁的時候推力很大,為了抵抗推力,我們在當中做了拉杆把它拉住。同時最初的設計頂點是個鉸接點,意味著那個點的彎矩是0,可以做得很薄很薄。但後來到了國內因為計算方法不一樣,這個點必須要做固結,(因為鉸接的震動要比固接大的擔憂)結點的位置厚度比我們最初設計是厚了三倍(ToT)/~~~,但是最終還是比較輕盈的效果。

日暉港步行橋,施工的做法,大舍

這是這兩天正在施工的時候,下面有一個支撐,施工完了會有一個拉杆把它拉住。

龍美術館

龍美術館,大舍

其實做完龍美術館之後,我們開始了特別系統的對結構的一個思考,也即是我之前所講的內容。龍美的開始其實是被場地里一個現有的煤漏斗所引導的,在黃浦江邊上,當時什麼都沒有,只有這樣一個大概上個世紀50年代建立的一個煤漏斗還繼續存留在那裡。

龍美術館基地上原有的煤漏斗,大舍

這個東西特別有力量,100多米長,寬度大概有8米,有很多同一要素(漏斗)重複。漏斗是根據功能而設計的,煤通過傳送帶從江上的船隻傳送到了漏斗裡面,火車開到漏斗下,煤也就順利漏到一個個火車廂里去。

今天,所有的人都會覺得這種東西挺漂亮的,當然這個漂亮也會有很多的因素,比如同一要素不斷地重複的力量,另外就是時間在構築物上產生的痕迹。然後我就覺得我們新設計一個房子是不是可以用類似的方式去做。

龍美術館地下一層平面圖,大舍

那個時候這個房子的地下室已經被建好了,我們只能在原有地下室上建這個結構。原有柱網是一個標準8.4米柱網,是一個為了停車經濟性而設計的。8.4米柱網是個有意思的事情,我們在上海看到的高樓大廈,地下室基本上都是8.4米,要麼八米一、九米這樣的數字,三輛車背靠背這樣一個最經濟的結果------功能跟結構形式匹配的形式。當然張永和曾經用八米四做過一個調侃,他去評標的時候,國際招標只要看到八米四柱網肯定是中國人做的,我也不知道是不是國外的停車庫就不是八米四的柱網,難道八米四就是一個根深蒂固的數字以至於我以前在設計院做設計也是這個樣子,拿過來紙一鋪,啪啪啪,八米四的方格先打好了然後再在裡面畫,現在大家基本上依然都是這樣,我們又在八米四這樣的一個柱網上設計一個美術館。

龍美術館牆體分解,大舍

在這裡面我們最基本的做法是牆體取代框架結構。美術館裡都有很多展牆,需要掛很多畫,當然畫掛在牆上也不一定要用混凝土結構的牆,你用石膏板的牆都可以,但我在意於是不是可以用一個結構性的牆。

原有地下空間是倉庫和停車庫,上面叫做遊客服務中心,框架結構空間是為這個而設計匹配的;現在變成美術館,美術館的空間要取代現有的空間。我想是不是可以用牆體的結構去取代框架的結構來完成美術館去取代遊客服務中心這樣一件事的一種內在結構的轉變。

同時你可以發現因為柱子的結構是圍繞著空間限定的,牆體結構其實是有被包圍的一種限定。我們傳統的美術館都是白盒子式的一個房間到另一個房間,因為以前的美術館都是宮殿改造的,最早是從法國貴族沙龍開始的博物館,他們都是用自己的房間自己的宮殿做,(展覽就是)從一個房間看完再到另一個房間這樣一個方式,這種方式一直被延續著。

龍美術館傘狀結構生成,大舍

到了現代,美術館應該是有更不一樣的方式,一種更自由的方式,在這個裡面我們考慮是否可以用自由牆體去布置一個流動空間。

所以就想了一個傘體的結構,一個個獨立的懸臂結構讓牆體更加自由,同時也跟原來的煤漏斗有一種類比的關係,也是一種結構體的重複。煤漏斗是運煤的小漏斗漏煤功能的重複,我這個是為了美術館做展牆一個個獨立的牆體結構的重複。

龍美術館牆體示意圖,大舍

同時我還把設備的要素全部消耗在這個結構裡面了。你會看到這個煤漏斗和新的結構他能是一種analogue,是一種類比,雖然尺度不一樣。這個傘體結構裡面把所有消防的、雨水的、排水的、給水的、空調的所有要素全部消耗在空腔里,然後插入了原有的地下室。

龍美術館牆體之間的縫隙,大舍

因為是一個傘的結構,所以傘和傘之間的縫是可以讓光線進入到這個美術館的室內的。

龍美術館牆體的平面示意,大舍

這張圖,我把結構施工圖所有的尺寸全部關掉後,它其實就是一幅抽象畫。大家可以看到自由牆體在這個空間當中的狀態,它跟孟德立胺的抽象畫是很像的,ps:密斯的流動空間也是和現代繪畫有著千絲萬縷的聯繫。

傘狀結構原理,講座現場PPT(大家不要在意變形)

這張圖是結構師做的結構原理圖,它其實就是一個懸臂樑,懸臂樑在一個方向上很弱,另外一個方向上很強,不同方向上的組合就把強度給均勻掉了。所以傘在空間中也是有不同方向上自由的狀態。

龍美術館剖模,大舍

這個模型是牆體插入地下室的狀態,玻璃是原有地下室,我們可以看到新結構插入到舊結構中,改變了原來框架結構的空間狀態,變成展牆的空間狀態,完成了我通過結構的方式對於這個空間的一個改變。

龍美術館施工過程(圖一、圖二、圖三),大舍

圖一:把原來結構梁兩邊的混凝土結構砸掉,再將兩堵牆插入到原有建築裡面,把原來的柱子夾在牆當中再升起來去完成的。圖二:傘體裡面的空腔,施工過程中消防管、雨水管、包括空調保溫啊等等都在裡面。圖三:澆傘體結構的模板。

龍美術館施工過程,大舍(蘇聖亮攝影)

最後當所有的模板和腳手架拆除的時候,這個空間也許是這個房子最漂亮的時候,只有我和工人看到了,大部分人都沒有看到這個狀態。這個空間出來了之後讓我對結構的力量有了重新的認識,就覺得之前自己做建築為什麼沒有把這個因素考慮在建築的表達裡面。結構的力量天生具有內在的力量,它是靠建築的內在性去完成的,它把材料、空間、光線等所有的要素都吸收進來,最終變成一個這樣的一種空間狀態。

龍美術館施工過程中的室內(蘇聖亮攝影)

這個狀態剛剛看上去有點像廢墟,也許龍美術館在200年300年以後也會變成這樣一種狀態。所以這個時候我就想到了古羅馬的建築,特別想去看一下古羅馬。

龍美術館工作模型,大舍

在這個建築的工作模型做完以後,其實已經開始了,就覺得這好像跟我早期去羅馬看到的那種空間特別像,萬神廟還有一些教堂、廢墟、卡拉卡拉大劇場等等。然後那個時候特別想去一次有三個原因:一個是我對這個空間的高度特別沒有底,12米高,我覺得這個空間會不會太太巨大了;第二個是在這個空間中我該用怎樣的自然光線、人工光線才能把空間表達好,因為其實大部分的美術館裡面還是靠人工光對繪畫照明的,即使是有自然光,還是會有人工的光線去補充的;再有一個這樣的光線在室內究竟是有多亮我也不知道,我很想去看看那些舊的教堂裡面,他們是怎樣去控制空間的。

Imperial palace Villa Adriana,Photograph:Jastrow

當然後來去看也沒有得到任何光線的經驗,而是到了哈德良離宮的時候突然發現這種空間存在狀態和我的美術館腳手架剛剛拆掉以後的狀態是一模一樣的,我在想若干年以後它也會是這個樣子的,它還有半圓拱存在。那個時候會覺得好像你做了一個非常永恆的東西,好像一千年以後它還在那,而你已經不再了。儘管哈德良離宮變成這個樣子,我還是願意跑過去看它。

看到廢墟的時候也特別巧,我帶了一本書,羅西的《城市建築學》。羅西是義大利建築師,他講了很多古建築和現代建築、現代主義的一些關係。裡面有一個前言,是埃森曼寫的,引用了他喜歡的德里達的一句話,這句話讓我特別有感觸,感覺就像是為了哈德良離宮而寫的。

他說:"當充滿活力和意義的內容處於中性狀態的時候,結構的形象和設計就顯得更加清晰,這有點像在自然或認為災害的破壞下,城市的建築造島一起且只剩下骨架一樣,人們並不會輕易地忘記這種再也無人居住的城市,因為其中所縈繞的意義和文化使她免於回歸自然....." ---德里達

「…the relief and design of structuresappears more clearly when content,which is the living energy of meaning .isneutralized,somewhat like the architecture of an uninhabited of desertedcity,reduced to tis skeleton by some catastrophe of nature of nature or art.Acity no longer inhabited,not simply left behind,but haunted by meaning andculture,this state of being haunted,which keeps the city from returning tonature…」

我將這段話引用在我對龍美術館的論述的時候,建築圈有很多搞哲學的對我說你這搞錯了,這個結構不是你那個結構。但是我想其實結構是廣義的,這個結構包含了建築的結構,當我理解到這一點的時候,我覺得特別的高興,這裡面包含了筱原一男,包含了意義的零度,它其實只是一個回溯。

我們城市中的房子,比如說哈德良離宮,比如說二戰時期柏林被炸毀的殘垣斷壁,被保留下來的一定是最堅固的,也就是那個結構中倒不了的:那個時候他只存在了結構的片段,結構的意義、空間的意義也都不存在了,因為片段中所有文化意義全部被剝離了,但其實文化意義又沒有被剝離,因為你可以從所有片段里,可以去哈德良離宮裡,找到最早砌的牆,當所有外面的抹灰全部剝離了之後,裡面那些網眼砌法,亂石砌法,磚的砌法,一切都顯現出來了。所以用這種方式,那個時候的文化技術被再現出來了。

龍美術館基地上的煤漏斗

建築以這樣的方式才把文化擁繞在他所有的片段裡面,這個時候你會發現文化其實也是和結構相關的,並不是說我們在進行結構計算的時候,只是關於一個力學的問題,關於一個數學的問題。一旦建築跟結構結合的時候,所有的力學問題其實已經涵蓋了所有文化的問題。

我們今天再回過頭來看佩雷,回過頭來看三幾年所做的哪些大跨、表現性的混凝土結構時,其實不難發現它們悄無聲息地表現了那個時期人的空間文化---任何一個時期的建築都會攜帶那個時期的建築文化,這個時候結構的因素就變得特別重要了,為什麼呢,因為在今天的結構裡面,所有功能性的問題變化得特別快,只有結構的東西是不變的---假如我們還願意在建築裡面尋找一些不變的東西的話。

龍美術館,大舍,photographer:未知

這個是龍美術館建成的照片,可以看到所有這些空間之間的關係。

Viale dei Gladiatori, 4, Roma, RM, Italia, 1933-1937

這個是前兩天微信號「Atelier然並卵」發的一個關於義大利戰前建築師Luigi Moretti的一篇介紹,我非常感興趣的是他的擊劍館結構。

這張草圖特別清楚表現了他的意圖。建築師的意圖才是最重要的,因為他有了意圖才會有最後結構的形式。可以看到外部的光線如何打到牆壁上再反射下來,另外外面先是有自然光,然後有人工光,建築師沒有把人工光沒有在裡面,他裝在了外面,所以在晚上人工光是從外面進來,把頂照亮了以後再反射到室內,形成非常柔和的一種狀態。

Viale dei Gladiatori, 4, Roma, RM, Italia, 1933-1937

當然他把所有的更衣室放在了外面,種情況下完成了結構對於他想要的擊劍館跨度和人在裡面空間感的理想狀態。

Viale dei Gladiatori, 4, Roma, RM, Italia, 1933-1937
Viale dei Gladiatori, 4, Roma, RM, Italia, 1933-1937

平面和剖面

一長段文字,結構作為形式

下面是今天早上推送過來的文章,說人家歪果仁1952年對建築結果的問題就想得非常清楚(有木有覺得自己就覺得特別的......)他在那個年代考慮結構作為形式的問題和我今天考慮結構作為形式的問題,兩個不同的時間點,意義是什麼?我覺得會不一樣的。

「過去的偉大建築都在做震蕩運動,都有著它的對話,就要看形式的發生是始於結構那個區,還是形式那個區。」

「以結構那個區為催化劑的做法,是建築形式的基礎,從哈德良離宮開始到羅馬風到哥特到布諾乃列斯基,都是如此。」

「以形式那個區作為催化劑的做法是文藝復興、巴洛克和19世紀建築的基礎。這兩大「結構to形式」以及「形式to結構」的生成導向包括古代建築全部對話的無限可能。」

「我以為,今天和不久的將來,只有結構-形式的建築導向才是可能的,用不太準確但是有效的說法來說,就是,結構作為形式,而幾乎完全屬於理性主義和有機主義的「形式TO結構」生成導向的枯竭似乎明顯,並且有兩個原因,其一,要想降低表現意圖的調性,可以在結構分為里找到有效的驅動力,只不過這種結構的分為充盈的是直接、是在、理性的價值,能把我們帶向精神性的,也就是這類東西,其次,要想超越正在淹沒我們的圖像志文化的泛濫形式,我們必須直覺地從一開始儘可能地拒絕無理由的眾多形式,哈德良大帝的建築師們,在早期羅馬帝國的廣場和柱廊們坍塌之後,也遵循了相似的道路。」

「而另一方面,「功能to形式」的導向被划到了理性建築名下,成了包豪斯設計的分枝,這種日益狹隘的通道在建築領域裡表現得很是明顯,實際上,如果我們所言的功能包含了空間和空間系列的決定要素複雜提、而不僅僅指物質條件和品質的話,也會看到不同的能共主義。決定要素的參數如果在數量上被限制下,被準確地理解,空間和材料可以以科學嚴謹態度推導出來,形式震蕩的可能性就最小了,這時,我們就進入到了所謂「參數化建築」的邊界。反過來,這些參數也可能特別的地多,很難被確定,功能也無法推到形式,智能接近形式,接近一種結構的不斷界定才能形成最終形象的前-形式,這難道不是典型的「結構to形式」的過程嗎?」

大舍西岸新工作室

所以其實功能是可以被消化到剛才坂本老師所說的架構裡面去,我想在這種理解下表現出的建築是一種結構性的空間還是後結構的空間,不管怎麼樣,龍美術館之後我做了一系列的小的房子,是跟對結構的思考是相關的。

大舍西岸新工作室模型

比如說這個是我為自己工作室設計的一個臨時使用五年的小工作室,這個工作室的地方有兩棵樹,一棵雪松,一棵法國梧桐,所有建築的建造都是圍繞著這兩棵樹。同時因為只使用5年,所以要用最經濟的方法來建造房子,就是最省錢的方法。如何最省錢,就是讓結構的效能發揮到最大,用最簡單的結構。

大舍西岸新工作室定妝照,來源:建築師的小教室
大舍西岸新工作室定妝照,來源:建築師的小教室
大舍西岸新工作室剖面圖,來源:講座現場 ~~~^_^~~~

所以我把功能分成兩部分,一部分是輔助性的功能,一部分是人員辦公的。輔助的功能有很多,比如說製作模型的,我們有10年到15年的模型需要保存起來,其實就是儲藏的空間,還有就是財務室等等這樣一些空間,它們不需要太好的採光,也不需要太高的空間,所以我就用了磚混的結構把它們做在了一層,然後把層高壓得很低,只有2.5米。這樣上二樓的樓梯就可以只有很少幾級就可以上去了。

同時,這個建築選址的地方原來是停車場,場上有一個25公分現澆的墊層。有了墊層,我如果用牆體結構就不用做基礎;如果用框架結構就是一個點受力,墊層可能還不行還需要挖基礎。這樣的話我如果把力分成線就不用做基礎,那麼牆就越多越矮,牆體結構越結實,所以小的空間都在一樓,同時矮的空間也都在一樓。越輕的結構放在二樓,可以有一個比較大的跨度,二層就是一個框架的輕鋼結構,我們大概只用了6公分的輕鋼,上面再用了一個輕鋼的屋頂,也可以有一個比較明亮的空間。用這樣一種結構的選型和功能的對應,我選擇了這兩種形式。

然後這樣的結構形式在最終完成裡面你可以用怎樣的方式去表現呢?你用怎麼樣的修辭去和觀眾溝通呢?我有兩個節點。

大舍西岸新工作室剖透視,來源:講座現場 ~~~^_^~~~

這是一層屋頂的輕鋼結構。右邊伸出的這道板實際上是磚混結構的抗震圈樑,我把梁變成了一道板,因為這道板一遍對著院子,我希望它對院子有空間上的關係。同時板還向室內去了一點點,因為我可以遮住這些不用花錢的粗糙節點。

再有我可以讓空間與空間之間的連廊有這樣一個流動性,你可以看到在這樣一個空間的開口上,我沒有把開口放在牆體的中間而是放在牆體的轉角。當你把空間的開口放在轉角的時候,空間是流動的,不再是一個盒子;如果是放在牆上,他仍然是一個合體的空間。

大舍西岸新工作室剖透視,來源:講座現場 ~~~^_^~~~
大舍西岸新工作室立面窗戶,來源:講座現場 ~~~^_^~~~

同時在二樓我把鋼的柱子放在了窗子中間。有幾個好處:一個是這個窗戶為了省錢我肯定不會用斷橋的窗戶,我肯定是用一般性的窗戶,但中空玻璃我還是可以用的;上面的牆體我用鍍鋅瓦楞板,當中有一個夾心保溫,如果鋼結構的柱子放在牆體裡面,牆體就會比較厚,我就把柱子放在了窗戶的中間,窗戶擋在了柱子的外面。窗戶是一個冷橋,我柱子放在這也是冷橋,反正大家都是冷橋了,這個冷橋就被忽略掉了。

大舍西岸新工作室室內透視,來源:講座現場

同時當我把柱子放在窗戶中間的時候,二層的室內感受到的是一個完整的覆蓋,是一個完整的架構。你能夠非常清楚的感受到柱子是如何變成架構,去遮蓋,原始棚屋的結構在二層裡面就有一個完整的閱讀,你這樣一種非常強烈的庇護感。

這個結構其實有很多的方式,比如一開始是桁架的結構,但是桁架結構因為已經攜帶進了工業化的色彩,一般我們看到桁架結構要麼是倉庫要麼是廠房,它已經變成一個文化的意義了,所以大家一看到桁架時會第一反應會是:這就是一個倉庫或者廠房。

當然今天在新的一輪城市更新中,很多工廠被搬到外面去了。舊的廠房,比如發電廠,被使用為美術館的時候,結構原來所攜帶的文化意義正在悄悄地轉變,也許10年到20年以後,人們看到桁架就不僅僅是倉庫或者是廠房,也會是秀場、服裝表演、美術館這樣一些地方。

在這裡面我們還是可以改變桁架帶來的空間,所以最後選擇了斜撐。斜撐是在窗戶的位置,我的桌子肯定是對應窗戶擺的,員工的桌子是兩個人面對坐的。其實最後在兩張桌子之間的斜撐起到了分割空間的作用,它進行了非常微小的空間限定。

這是我對空間被如何定義、結構對身體的影響的一個綜合的一個論述。

大舍西岸新工作室圖書區,來源:朋友圈

這個是建成後圖書區的。你可以看到我沒有把所有的屋頂全部暴露或者全部覆蓋,保留了一半。當然這裡面還有光線,日光燈是布置在斜撐面的,當傍晚的時候天還不是很暗的時候需要補光,我會先讓斜撐這個地方的燈光現亮起來,反射到天花上再撒下來,光線會變得特別柔和。眼睛看不到燈管,但是燈光可以反射下來。

大舍西岸新工作室窗戶與樹,來源:講座

你可以看到所有的天窗、窗戶其實都是跟樹是相關的,空間當中的窗戶也被有意的壓低的時候,人在一個比較高的空間中才能坐得住。

大舍西岸新工作室,來源:講座

在龍美術館的時候,空間很高,你想往上看,人希望不斷行走,不想站下來,除非你看一幅畫。但是工作室這個空間裡面因為傢具的尺度,基本上人在坐著的時候是最舒服的。辦公區域的柜子高度是1.35米,辦公區窗戶上沿壓到了1米7,所以這個空間中,儘管空間很高,最高的地方5米6,低的地方3米6,但是人是可以在這個空間裡面坐得住的。

大舍西岸新工作室,來源:講座

你可以看到剛才我講的圈樑對應的雨篷,它對著的庭院會稍微有一個簡短的挑檐,一方面可以遮住窗戶還有清水磚(清水磚質量不太好,如果它一直被水淋的話,水是很容易滲進室內的,有一點點潮),有挑檐就可以把大多數雨水遮住,另一方面完成了內向性庭院內在的圍合狀態。

大舍西岸新工作室,來源:講座

這是在二層的小平台

花草亭

花草廳,來源:一村研究室

下面這個是最近剛剛做的,跟藝術家展望合作的花草裝置。這主意也不知道是誰出的一定要讓一個建築師跟一個藝術家合作創造東西,被迫做了個命題作文,做什麼也不知道,我們倆就用微信聊天討論。

最初我第一個方案:因為我對他了解最對的就是他的不鏽鋼假山,這是一種人工的材料,工業化的方式去模擬自然石頭,產生文化上的張力。我又到他的工作室去看,他的做法是先挑石頭,(他對石頭很有了解)然後用不鏽鋼蒙著石頭一點點拓出來。我覺得那也跟我沒什麼關係,我對他感興趣的點在材料,他的不鏽鋼---最近最新的作品,就是用不鏽鋼包了布的小條到處去敲,找一快地面或者一快石頭,嘣嘣嘣去敲,他就可以把地面的機理附著在不鏽鋼上,不鏽鋼就變成了一個blur---一個有一定機理的東西。

這效果給人感覺特別好,我就想這個材料以後可以拿來蓋房子,我說以後我就跟你合作一個公司,專門用你這不鏽鋼的材料蓋房子。

假山是和園林相關的,但他的假山只是一個被關的東西,園林的假山還是可游的,人可以鑽進去。我想是不是可以用他那種辦法,把他的假山變成空間的東西,那我給你搞幾塊假山,我給你(在上面)頂塊板,我就比較省事嘛,他去慢慢做假山,我就弄塊板。

後來他不願意,他說我那一個假山一個要兩百多萬呢。。。這麼能給你這一弄,而且一個假山要花好長時間才能做完。

那我就把這假山切成片,省點用。(∩_∩)Y

切了六片假山(當然這只是個概念啦,沒有去切),又用他新的機理的假山去模擬了切片來圍合空間,想在這個裡面做一個類似假山的空間。

花草廳,來源:一村研究室

當然要做這個東西還是必須要有個結構。因為我也希望上面的板足夠薄,下面的支點能夠足夠少,細小,這樣才能把假山從一個結構性的要素裡面脫離出來,然後跟我們一直配合的張准結構師,也是做龍美的結構師,做了這樣一個結構。

我的那塊板用了一個8mm的鋼板,選了6個點的受力做了一個應力分布的梁,大概最高的是20公分,最薄的是4公分,逐漸地變的一個有機的方式。底下就是6公分厚的鋼柱子支撐,然後上面是出挑最多的3.2米鋼板,從下面是看不到上面梁的當然上面的梁存在,就像一座自然的山丘一樣,我想上面可以種些花草。就取名叫花草亭。

花草廳,來源:一村研究室

底下本來是很纖細的結構,但是疊加了假山的切片後,又再次改變了空間的狀態,這其實是把結構的因素推到後面又疊加了一個空間的意圖---關於假山的疊加的亭子裡面。

花草廳,來源:一村研究室

建的時候因為是秋天,也只有菊花可以用了。(∩_∩)

台州美術館

台州美術館,大舍

這個是最新設計的台州美術館,也是想在結構上有一點小小的表達。

我們用了連續筒拱的結構,第一個考慮到的是光線。因為他這個也是造價不高,也不可能用很貴的燈,所以就想均布的LED小型性的日光燈光管,能夠和筒拱的結構有一個結合。

第二是一般的美術館層高比較高,6米多高,上一層總是要上很多級台階,所以我們就做了個錯層,上3米到另外一個展廳,但每個展廳的高度還是6米。這樣筒拱就把所有的展廳全部覆蓋在這樣一個大的空間下,你可以看到不同展廳之間的流動性。

通過這樣的筒拱把自然的光線有一部分引入到室內。同時筒形結構肯定是長向受力最好,所以兩端應該是有支撐的,在這個結構裡面我們有意把端頭的結構給它在視覺上去掉了,其實是一根反的梁,它不再是靠下面的牆去頂住這個筒拱,而是靠兩邊的牆,在上面一層的展牆上,一整個面牆做了一個梁,下面的筒拱就吊在了牆的下面。這樣這個方向上就被完全打開了。

台州美術館,大舍

為什麼要打開呢,因為在這個方向是正好是台州封山風景最好的那一段。這樣在視覺上形成了一個反結構的錯覺,把外部自然的景觀引入室內,結構、空間跟外部環境其實又有了一次整合。

所以在建築設計裡面,一個結果如果是多個意圖指向的,那麼通常來說最終的結果會是令人滿意的結果,這是我在建築設計當中自身的經驗裡面的得到的。包括剛剛我們自己工作室也是,這個時候我在想的一個詞是雙關,如果很多很多要素的雙關的話,它是容易跟人溝通的,一旦你能理解到之後,這是一件非常美妙的事情。

當我們再次回顧德里達的句話的時候,其實我們可以看到,建築師的工作,他說的是一個自然把人工的東西消失掉的一個自然的東西。建築師所做的東西其實是反過來的,一個城市被炸掉只剩下骨架,建築師設計的時候是不是可以先設計骨架再回到那個城市。

我在想,在今天這種社會節奏變化非常快的時候,建築的功能已經無法對應一個固定的生活方式了,我們今天設計的很多房子都是沒有任務書的,房屋甚至被造的時候什麼用我都不知道,然後就讓你去設計,這時候就出現了房子造好之後,新搬進去的人對它大改,或者就是廢棄在那邊。既然這是建築師不能左右的事情的時候,是否可以設計一種結構,這個結構無論怎麼改,1千年以後它仍然是存在的,也許結構能夠成為建築對抗時間的一種方式,成為建築文化一個最後的物質載體。那麼這個時候建築師的工作就像德里達的那句話,變成場景的回放,近況的回放;這個時候,結構就在當代建築師的工作中得以浮現出來。

最後附上結語:

「......當充滿活力和意義的內容處於中性狀態時,結構的形象和設計就顯得更加清晰,這有點像在自然或認為災害的破壞下,城市的建築遭到遺棄且只剩下骨架一樣。人們並不會輕易地忘記這種再也無人居住的城市,因為其中所縈繞的意義和文化使她免於回歸自然......"

如今,愈加快速的社會節奏令建築的功能無法長期對應某一種固定的生活模式,在這樣一個流變成為常態的當代空間狀況下,結構愈發成為建築生命周期中難得不變的要素。這是建築最後的證明,結構作為時間的抵抗,成為建築文化最後的物質載體。建築師的工作或許可以像這段文字里,德里達所描述的場景的回放。

如果你看完這些,恭喜你就等於聽完了一場講座。小編碼字不易,請給我點個贊哦~


給你推薦一本書吧,講得非常通俗易懂!

如果你只是需要知道常見的結構形式以及案例,看目錄就可以了。

我貼一個目錄

目錄

第1章 梁和柱 001

梁的理論及應用 002 梁承受的力 004 梁的材料及形狀 005 梁的種類 006 梁的應用——橋樑 007 日本建築中梁的原理 008 寺院建築的屋頂結構 010 斗拱 011 屋架和挑檐木 012 法隆寺的屋檐及斗拱 013 梁和柱的結構 014 柱的作用與形狀 015 裝飾用梁、柱 016 虛梁、柱 017 用隅撐支承的屋檐 018 第2章 桁架 019 三角桁架的原理及應用 020 三角桁架的構思 022 三角桁架的例子 023 三角桁架的種類和力的傳遞 024 梁桁架的種類和力的傳遞 025 梁桁架的原理 026 從組合到分離——梁桁架的出現 027 梁桁架的發展 028 現代的桁架結構 030 空腹桁架 032 第3章 框架結構 033 木框架結構 034 框架結構的原理 036 傳統木結構的框架效果 037 現代建築的框架結構 038 框架結構的作用 039 現代的框架結構 040 第4章 拱,拱頂結構 041 砌築拱的出現 042 砌築拱的原理和應用 044 拱頂結構的發展 046 交叉拱 048 肋的造型 049 日本的拱結構 050 歐洲的木拱結構 052 鑄鐵拱 053 鍛鐵拱 054 鋼鐵拱 056 拱的造型——建築 058 拱的造型——大跨建築 060 拱的造型——橋樑 061 第5章 穹頂,殼 063 砌築穹頂的產生與發展 064 大穹頂的典範——萬神廟 066 穹隅和角拱 067 文藝復興的先驅——佛羅倫薩大教堂 068 聖彼得大教堂——改建與科學手法運用的開始 069 現代的穹頂、殼結構 070 殼的形狀與力流 072 殼體結構的經典嘗試 074 尋求更加自由的形狀 076 伊斯勒殼結構 078 殼的形態和計算機 079 折板結構的原理與實例 080 折板結構的造型 082 第6章 空間網架 083 空間網架 084 網殼結構形式 086 網格穹頂 088 空間網架的節點 090 古典式空間網架 091 空間框架模型和設計 092 第7章 索結構 093 索結構的產生與發展 094 索結構的原理——橋 096 近代的懸索橋 098 斜拉橋 099 懸索屋蓋結構的產生與發展 100 懸索屋蓋結構——各種組合方式 102 懸索屋蓋結構的展開 104 拱與索進行組合——索拱結構 106 索拱結構的浪漫色彩 108 第8章 膜結構 109 向膜結構的挑戰 110 充氣膜結構的力學原理 112 充氣膜結構的展開 114 不使用空氣的膜結構 116 第9章 塔與超高層建築 117 日本的塔 118 競爭高度的塔 120 宗教與塔 122 電波塔 122 塔式建築的力流和造型 124 第10章 耐震、免震、制震 125 耐震結構 126 免震結構 128 制震(振)系統 130 參考文獻 133 索引 137

康石石幫題主整理了建築設計中常見的幾種結構,主要有以下幾種:

首先大致上結構可分為上部結構與下部結構。下部結構是建築物最低的一部分即建築基礎,它局部或整體建在地表面以下。其主要功能是支撐和錨固上部機構,並將其荷載安全傳到地層中。基礎上的主要荷載是垂直作用於上部結構恆載加活載。同時,基礎體系必須錨固上部結構,以對抗風荷載引起的滑動,傾覆,隆起,要禁得起地震造成的突然地層移動,並抵禦地下室側牆上的周圍土體和地下水所產生的壓力。

上下部結構之間的關係:必要的基礎構件採用何種類型和模式,對上部結構的支護分布大有影響,甚至有決定性影響。

1、懸臂結構

可以是橫樑,縱梁,桁架,或其他剛性結構框架,一端安全地固定住,另一端不固定懸臂樑的固定端抵抗純粹的懸臂樑遇到來自上部的荷載時,表示為單一的向下曲率。梁的上表面會受到張拉應力,而底部纖維承受壓應力。

2、拱結構

拱結構是一種主要承受軸向壓力並由兩端推力維持平衡的曲線或折線形結構。拱結構由拱圈及其支座組成。支座可做成能承受垂直力、水平推力以及彎矩的支墩;也可用牆、柱或基礎承受垂直力而用拉杆承受水平推力。拱圈主要承受軸向壓力,較同跨度梁的彎矩和剪力為小,從而能節省材料、提高剛度、跨越較大空間。

拱結構可作為禮堂、展覽館、體育館、火車站、飛機庫等的大跨屋蓋承重結構。一般的屋蓋、吊車梁、過梁、擋土牆、散裝材料庫等承重結構以及地下建築、橋樑、水壩、碼頭等的承重結構,均可採用拱。

3.大跨結構:

曲線屋面可使用橫跨構件構築即大跨結構,例如組合或定製鋼樑,膠合板梁,或形狀符合空間或形體之理想輪廓的桁架。

我們將跨度超過18米的定義為大跨結構,大跨結構最常用於塑造與支撐屋頂,用在各種建築類型的大型開放式樓板空間,例如體育競技場,劇場,游泳中心,機場飛機庫等。

4、膜結構:

膜結構是由輕薄而靈活的表面構成,它們主要通過開發拉應力來承擔荷載。正是因為這種跨時代的膜材料的發明,使膜結構建築成為現代化的永久性建築。膜的優越性能:自潔性、透光節能性、經濟性、藝術性、防火性與抗震性、造型多樣性,另外其還具有應用領域廣泛、能覆蓋大跨度空間及施工周期短的優點我們常見的文化設施與商業設施都可以使用此結構。

5、桁架結構

桁架是鉸接的三角裝置,是受到拉力或壓力的簡單支杆組成,桁架在設計中的運用主要體現在鋼桁架、木質桁架與空間桁架。

鋼桁架一般由焊接或螺栓連接的結構角鋼和T形鋼共同組成三角框架;木製桁架的組裝方式是將多個構件分層,並將它們在節點處用裂環連接件連接;空間桁架是單向結構,視覺上是由兩個平面桁架在上弦桿相交的同時,和頂部兩根弦桿組成第三個桁架。

6、空間框架

空間框架是基於三角形剛度的三維結構框架,包括僅受軸向拉力或壓力的線性構件。相對較輕的大跨結構主要用於屋頂構造,通常還部分鑲嵌玻璃用於自然採光。

7、網殼

網殼由一些連接著結點的獨立部件構成,這些結點位於一個虛擬的殼面上,一般是由混凝土結構構成。實際運用時常見於一些展館或運動場,需要半封閉結構的建築適用。

8、穹頂

穹頂是具有圓形平面的球形表面,由連接的剛性材料組成,穹頂與旋轉的拱相似,除了產生圓周力以外,同時在頂部附近受壓,在較低部位受拉。

以上便是我們生活中的建築常用的設計結構,為了研究結構體系應用,建築學生一般需要進行結構模型設計環節,來用機構模型演示結構體系內容,結構模型不同於建築模型,以下提供給大家一些結構模型案例:

以上,望有幫助。

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根據建築結構的基本概念,如何將四大結構材料構成的各種類型的受力構件適當地組合起來,用以抵抗各類荷載的作用,以期構成一個安全、經濟、完整的建築結構體系,這就是結構選型的問題。

低層、多層建築常用的結構形式有磚混、框架、排架等,這篇主要介紹一下磚混結構。

磚混結構

磚混結構是使用的最早、最廣泛的一種建築結構形式。這種結構能做到就地取材,因地制宜,適合於一般民用建築,如住宅、宿舍、辦公樓、學校、商店、食堂、倉庫等以及各種中小型工業建築。

不同使用要求的混合結構,由於房間布局和大小的不同,它們在建築平面和剖面上可能是多種多樣的,但從結構的承重體系來看,大體分為三種:縱向承重體系、橫向承重體系和內框架承重體系。

1、縱向承重體系

荷載的主要傳遞路線是:板——梁——縱牆——基礎——地基。

縱向承重體系的特點:

1)縱牆是主要承重牆,橫牆的設置主要是為了滿足房屋空間剛度和整體性的要求,它的間距可以比較長。這種承重體系房屋的空間較大,有利於使用上的靈活布置。

2)這種承重體系,相對於橫向承重體系,樓蓋的材料用量較多,牆體的材料用量較少。

縱向承重適用於使用上有較大空間的房屋,或隔斷牆位置可能變化的房間。如教學樓、實驗樓、辦公樓、圖書館、食堂、工業廠房等。

2、橫向承重體系

荷載的主要傳遞路線是:板——橫牆——基礎——地基

它的特點是:

1)橫牆是主要承重牆,縱牆起圍護、隔斷和將橫牆連成整體的作用。一般情況下,縱牆的承載能力是有餘的,所以這種體系對縱牆上開門、開窗的限制較少。

2)由於橫牆間距很短,每一開間有一道橫牆,又有縱牆在縱向拉結,因此房屋的空間剛度很大,整體性很好。這種承重體系,對抵抗風力、地震等水平荷載的作用和調整地基的不均勻沉降,比縱牆承重體系有利得多。

3)這種承重體系,由於橫牆間距密,房間大小固定,適用於宿舍、住宅等居住性建築。

3、內框架承重體系

外牆和框架柱都是主要承重構件。其特點如下:

1)牆和柱都是主要承重構件,由於取消了承重牆由柱代替,在使用上可以有較大空間,而不增加梁的跨度。

2)在受力性能上有以下缺點:由於橫幅較少,房屋的空間剛度較差;由於柱基礎和牆基礎的形式不一,沉降量不易一致,以及鋼筋混凝土柱和磚牆的壓縮性不同,結構容易產生不均勻變形,使構件中產生較大的內應力。

3)由於柱和牆的材料不同,施工方法不同,給施工工序的搭建帶來一些麻煩。

內框架承重體系多用於教學樓、旅館、商店、多層工業廠房等建築。

在設計磚混結構時,必須根據生產使用要求、地質條件、抗震烈度、材料、施工等條件,本著安全可靠、技術先進、經濟合理的原則對幾種可能布置的承重體系進行綜合比較,最後確定選用哪種承重體系。


不是磚混 框架 剪力牆 框剪 鋼結構什麼的嘛


我從來沒有在建築行業看過拱形波紋鋼屋蓋的計算方式,傑達鋼構做了一個相關的網站,很不錯的。


最簡單的有磚混結構,框架結構,鋼結構,但是現實中目前都是混合結構的較多,如框剪在現在的建築中特別常見,另外由於現在商業寫字樓越蓋越高,特別是塔樓型制的,一般核心筒部分(交通盒)常採用鋼筋混凝土澆築,外圍一圈用鋼結構建造,兩個結構體系一起構成了建築形體,這裡說的比較簡單希望可以幫到你。


建築中的結構:樁基、基礎、梁、板、柱等。配件結構有:挑檐、雨棚、天溝、女兒牆等。這是以房建為例的,不知道你問的是不是這些。


梁板柱這個基本都懂,建築專業記住常用尺寸,什麼十二分之一啊,八分之一啊以及豎向構件的模數即可應付常規建築。

現在其實也比較流行用結構直接完成裝飾,如武重義的竹結構建築,哥特建築,王灝的潤舍等等。學習這些需要學習大量的傳統工藝構造以及施工流程,在讀學生一定要注意好學習方法,從實際完成項目介紹隻言片語中摳字眼去查資料,假期的時候多去事務所或者設計院實習或做一些採訪,建築從業者大部分還是好為人師的同志。


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