综　述

● 建筑的结构之美

建筑结构不仅是建筑建造的基础，也是影响建筑空间氛围塑造的重要元素。对于建筑师而言，无论是先研究结构再去思考如何令它们形成空间，又或者是先定下空间后再去寻找最合适的结构语言来对空间进行表述，都是可行的思路。例如，现代建筑中的许多构筑物，如桥梁、大坝、电视塔和高层建筑等，虽然形体简单，装饰也很少，但在均衡、稳定的基础上，根据结构的应力分布规律或结构合理受力的要求，仅仅对形体轮廓进行适当的力学艺术加工，就能给人以一种力学上的美感。

● 钢结构特征简述

建筑师想要表现出建筑的力学之美，需要了解不同结构的特性并在合适的场合加以应用。钢结构就是主要的建筑结构类型之一。随着金属冶炼技术的不断提升，钢材产量增加，人们对于钢材的了解日渐加深。特别是近20年来钢结构已经受到了大量建筑师的关注，现已被广泛应用于各类建筑物中。

从力学性能上看，钢结构具有材料均质性好、各向同性、结构总重量轻、塑形和韧性佳等众多优点。由于具备上述特点，钢结构建筑往往会具有轻盈、高技的特征，此外，钢结构常用于体现建筑的当代性。后文将围绕具体案例就钢结构能表现的几种结构美学特征进行详细的分析。

钢结构与建筑美学特征

● 轻盈

人们从远古时代第一次在大地上支撑起木骨泥墙时便开始了未来漫长岁月中与重力作用的对抗。每当我们回眸建筑结构发展史，可以清晰地发现，随着新材料、新技术的使用，建筑整体形态逐渐趋于轻盈。古代，无论是东方繁复的木构建筑还是西方的砖石砌筑起的建筑，由于材料抗拉能力有限，往往梁柱粗大、柱间距较小。自19世纪后半叶以来，具有较强抗压、抗拉性能的钢筋混凝土材料被广泛使用。现代主义大师柯布西耶提出的多米诺结构体系让建筑设计获得了更大的自由，但是相比几乎同时出现的钢结构建筑，钢筋混凝土体系还是没有摆脱传统支撑体系的沉重窠臼。

相比传统材料，钢材具有强度高，重量轻的特性。承受相同的力，钢材结构相比钢筋混凝土结构或木结构等传统结构构件更小，重量更轻。使用小截面钢柱支撑替代传统柱，建筑会显得更为通透、飘逸，自然产生轻盈的效果。

现代主义大师密斯·凡·德罗很早就留意到了钢结构的美并在其作品中有意识地进行了展现。他具有里程碑意义的作品范斯沃斯住宅就是一个很典型的范例（见图1）。范斯沃斯住宅位于伊利诺伊州的一片树林当中，为了达到建筑与环境相融合的目的，密斯强调了楼板的水平向延展性，垂直向则都用玻璃作为界面，随着墙体厚度的消失，建筑的体量感近乎消解，与周围的草木融为一体。去除墙体后，柱成为表达建筑垂直向的唯一元素。密斯选择工字钢柱作为竖向支撑正是考虑到钢结构所能呈现出的轻盈性。试想倘若密斯使用厚重且跨度受到较大限制的混凝土柱，想必人们将无法欣赏到水平构件脱离、漂浮的姿态，范斯沃斯住宅纯粹、轻盈的美学特征就荡然无存了。

图1  范斯沃斯住宅

正如卡尔维诺所说：“轻是与精确和坚定为伍，而不是与含糊和随意为伍。”密斯为了体现建筑的轻盈，对钢结构的细部处理也十分值得关注。他利用工字钢柱的侧面与楼板交接（见图2），省却了柱的干扰，住宅内部的空间就变为纯粹的四边形，水平向延展的感觉被更加清晰地解读出来。同时，在处理节点时，钢柱与屋面板的侧面没有完全相交而是留了一段，并且檐口用角钢做收头处理，留下一道水平投影线。这在视觉上削弱了对钢柱的竖向感知，使楼板的水平特征更加清晰。水平的线脚是对屋面板的二次划分，消解了屋面板带来的厚重感。密斯在楼梯踏步的处理方式上也在消解厚度（见图3）。楼梯板与楼梯梁之间通过T形钢连接，厚实的大理石板被纤细的钢梁支撑着，仿佛悬浮在空中。

图2  钢柱与楼板的交接

图3  楼梯的构造

“薄”也是让建筑变得轻盈的不可或缺的特点，钢板则正好符合这种特性，例如妹岛和世设计李子林住宅时使用薄钢板作为内部隔墙（见图4）。由于钢材的受力特性，这种隔墙既能够满足承重要求，又延续了整栋建筑轻薄的特征。16mm的薄板加上涂料的厚度不足20mm，在远处看几乎可以忽略不计。

图4  李子林住宅墙身剖面（单位：mm）

不仅建筑，一些构筑物也巧妙地利用钢结构的“薄”来体现轻盈的特点。约格?康策特瑞士山区Suransuns的峡谷里设计的步行桥就是通过悬索钢结构设计展现出“轻薄”的特点（见图5）。这座步行桥跨度达40m却只有6~8cm厚，悬索结构让它能很好地适应峡谷两边的高差。为了抵抗峡谷间的风力，康策特选择石板作为桥面虽然增加了自重，但他同时在桥底使用两道约15mm厚、250mm宽的不锈钢板分担了部分承重。这座步行桥的另一个设计重点是如何加大抗弯刚度以避免振抖现象（振抖，英语中称为Buffeting即边界层分离或湍流激起结构或部分结构的不规则振动）。因此，设计师在桥体端部设置了5个叠加在一起的长度逐渐减小的钢板，有效增强了悬索桥正面和侧面的刚度，保证步行桥的使用安全。

图5  峡谷的步行桥

除此之外，基于钢材有良好的受拉性能，可以应用于各种新型张拉体系的结构中，例如悬索结构、膜结构等，从根本上解除了建筑造型的结构束缚，让建筑展现出了前所未有的飘逸感。总之，无论是整体结构选型还是细部推敲，建筑师对新结构的思考从未停止，因此我们能看到越来越多的建筑通过合理发挥钢结构的特性而变得轻盈灵巧，承载起人们对于天空的永恒幻想。

● 高技派风格与机器美学

现代主义建筑大师柯布西耶提出的机器美学追求的是功能至上主义，但同时也颂扬着机器体现的绝对理性与逻辑性。这是一种工业时代特有的美学诉求，它认为技术不仅是实用的，而其本身就是具有美感的——是一种可以体现在建筑形式上的纯粹的理性之美。高技派风格正是源于20世纪20~30年代的机器美学，科技的进步使相应的设计美学得以发展，它最为直接的反映就是在设计中直接向受众呈现当时最为先进的以机械为代表的技术特征。

钢结构作为现代技术发展的产物，由于其材料特性能满足许多功能诉求且具有工业化的特性，在被广泛使用后迅速成为了高技派机器美学的载体，它可以让使用者最为直观地体验到建筑技术的发展。许多高技派建筑师们倾向于直接曝露出他们作品的结构甚至建筑设备，因为技术本身就是设计的产物，是作品最吸引人的地方。

皮亚诺和罗杰斯合作设计的位于法国的蓬皮杜艺术文化中心就是一栋利用曝露的钢结构展现机械美学的典型案例（见图6），这个作品也是高技派的开山鼻祖。蓬皮杜文化艺术中心主要由钢管和玻璃组成，外观颇为特别，宛如一台庞大的机器。它最为引人注目的特点就是它将它的钢结构梁、柱、析架、拉杆等，甚至涂上颜色的各种管线都不加遮掩地曝露在了立面上，并用不同颜色区分出了不同的功能构件。其中，红色的是交通运输设备，蓝色的是空调设备，绿色的是给水、排水管道，黄色的是电器设施和管线。这栋建筑完全按照现代工业的逻辑建造，所有设计都为功能服务，没有任何多余的装饰，是最为纯粹和坦诚的“展览机器”。

图6  蓬皮杜艺术中心

20世纪60~70年代，高技派风格曾一度风靡，但同时因为它过于重功能而轻装饰，也始终遭受着一些非议。但不可否认的是，这种以引用工业化产品、展现建筑效率和曝露建筑结构（尤其是钢结构）为代表的流派也是建筑美学发展历史中不可或缺的一环。且时至今日，我们不必如当初一般对其全盘接受或否定，而应以辩证的态度去对待这种审美。钢结构带来无限新的可能，现代建筑师们对钢结构表现新的空间关系的探索从未停止过，这是始终值得我们关注的。

● 传统传承中的时代性体现

古与新的关系，传统、现代与未来的关系，始终是困扰着人们的难题。一代又一代建筑师们想必也都对此做出过思考：我们该怎样对待传统建筑，传统建筑的出路何在？然而由于时代的动荡，一波一波的思潮涌起，人们对于传统建筑的态度也在变化之中，至今仍无定论。虽然现在人们对于传统文化、传统建筑日益重视，保护意识日益加强，但也只是对留存的遗物投入关注，仍旧无法改变传统建筑无法满足现代人的使用需求之事实。

心系传统建筑的当代建筑师们，在经历现代主义这个去魅的过程后，纷纷试图通过各种方法以期找回丢失的古典灵光，希望能以自己的考量让传统建筑重获生机。他们指出，回归传统不是简单地回归本土的建筑形式，而应当用批判的眼光看问题。要对传统资源进行“观察、审问、质疑、辩难（biàn nàn，指辩驳或用难解答的问题质问对方）、深思、自省，直到思想再生产”。

冯纪忠先生在进行方塔园（见图7）的规划设计时，首先就提到了四个字——“与古为新”。“与古为新”出自晚唐诗人司空图的《二十四诗品之纤秾篇》：“乘之愈往，识之愈真，如将不尽，与古为新。”原意为即使是古人写过的题材，诗人也能通过对大自然的不断体察和感悟创造出新的意境。冯纪中先生以此句作为设计立意并阐释与古为新是“今”与“古”为新，也就是说“今”的东西可以携手“古”的东西在一起成为新的东西。这是一种新旧相生的进化观。抱着此种观点，我们在面对遗留下来的传统建筑时就不是破坏，也不是隔绝，而是让新、旧建筑共生，让传统建筑重拾生命力。

图7  松江方塔园

落实到具体的操作层面，为了达到古今相和的设计目的，冯纪忠先生将目光落在了钢结构上。正如前文所述，批量生产的钢材是工业时代的产物，其本身具有现代性。同时，钢材具有良好的力学性能和可塑性，可以满足各种造型要求。此处以方塔园北门及何陋轩为例，浅析如何通过将钢结构与传统材料、形式结合，使设计传达出传统意蕴。

北门为方塔园人流量最大的入口（见图8）。从外侧看似歇山顶，实则高低两片顶交错、拼合而成。它采用钢结构体系，凌驾于门柱之上，其上有瓦顶和檩条。考虑到了光线由南向北的走向，南侧顶较矮、北侧顶略高，使得大门外暗内亮，引人入胜。从门下方仰视能清晰看到顶处的桁架。虽然钢筋是焊接而成的，但拼接方式神似传统建筑中的竹制结构，虽是一大片瓦顶，却又让人觉得格外轻盈。正如王澍评价如是：“笔墨节制，风骨清俊”。

图8  方塔园北门钢结构

方塔园北门的这种做法如今在许多追溯传统、传承的建筑中都十分常见，例如李兴钢的绩溪博物馆和贝聿铭的苏州博物馆（见图9）都使用了钢结构屋架来承托传统的坡屋面并且都较为成功地实现了设计意图。

图9  苏州博物馆屋顶钢结构

何陋轩（见图10）为一竹轩，坐落于方塔园之东南角小岛上，四周竹林密布、茅草覆顶、弧脊如新月。这屋顶形式既非传统的庑殿顶、歇山顶，也非江南园林常见的飞檐。但谁都不能否认看到它时所感受到的传统意蕴。为了达到防水的目的，冯纪忠先生选择钢结构柱础将竹柱与地面隔离开来，防止湿气向上蔓延腐坏竹柱，让各种材料都能发挥自身优势。同时，他特意将钢柱础用黑色标识出，起到强调作用，让节点的现代性得以凸显。

图10  何陋轩

方塔园无论是整体感觉亦或是新建建筑本身，都能给人以传统的意向。这正是在尊古的前提之下，冯纪中先生在自己的设计中使用钢结构等“今”之元素与古相和。他没有拘泥于传统建筑的形式，没有生搬硬套，而是领会了传统精神的实质，揣摩其匠心意境，吸取营养为我所用。冯纪忠先生的成功设计体现了他想要体现的“宋的精神和神韵”，是新型结构与材料在现代建筑中传承传统的一次有效尝试。

结　语

从古至今，建筑的力与美始终都是被建筑师所关注的话题。虽然建筑师常被称为“空间的魔术师”，能设计出带给使用者良好体验的空间是所有建筑师共同的追求。但于空间本身而言，这只是一个结果。要如何表达“空间”，除了形式上的操作，还需要在结构上进行思索以实现自己的目标。建筑师不应将结构看作设计的镣铐，而应当视其为支撑设计的工具。随着科学技术的不断发展与进步，建筑师可以选择使用的结构形式越来越多，表达创意的方式也变得愈加自由。

钢结构具有卓越的性能，同时也是时代进步的象征。它不仅能表达出本文所提及的几种美学特征，还能够实现仿生、动势等各种设计理念，承载建筑师们无穷无尽的奇思妙想。只有了解了钢结构，才能合理地利用它，这正是年轻建筑师们研习钢结构的目的——将钢结构融入建筑结构，让未来的建筑师们的创作更加游刃有余。

（责任编辑：何雯丽）