现代建筑的结构与构造理性研究——从19世纪下半叶到20世纪上半叶

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19世纪中叶,具有革命性质的新工业材料给一直作为西方建筑典范的建筑形式体系带来了极大的冲击。古老建筑体系中表达荷载及支撑体系的方式,对钢筋混凝土这种整体均质结构不再具有真正的意义;同时,由新材料获得的新结构的细挺和单薄,也无法延续传统形式中的重重雕刻线脚与细部做法。历史形式在新工业材料面前变得无效,这使得建筑师开始思考新建筑的技术手法。经历了半个多世纪的努力,早期现代主义建筑师们通过置换、变形、以及新形式的创造等途径,接受了新材料所带来的冲击。他们强调建筑本质的审美价值,主张建筑的材料、构造、结构方式和建筑过程应当成为建筑表现的主题和建筑评判的依据。  本文以“真实性”为线索,对西方建筑近百年历史中结构与构造理性思想及实例进行了梳理,呈现出历史向度上的多重理解。对建筑结构而言,绝对的真实应该是指完全符合力学原则建造,勒-迪克曾指出,建筑形式必须表现荷载的传递关系——为了得到出色的结构体系,建筑师在设计构想时就必须保持一种谨慎的诚实态度。但实际建造中还有材料的加工、运输、装配问题,标准化问题,这涉及到经济性及效率,常常比绝对真实要重要。因此,文中所指的“真实性”并非绝对的真实,而是结构的逻辑被人感知,任何有助于结构逻辑被感知的手段都将可以被视为是合理的。对梁柱结构体系而言,框架是一个本质不稳定的结构,通过添加受压或受拉构件形成稳定的三角支撑体,这在早期的苏格兰曲木结构屋架中就已有所体现。类似的斜撑/拉结条还可见于中世纪露明木骨架民居,而框架与填充墙体之间的差异进而暗示了现代建筑支撑与围护结构的分离。原木小屋与哥特教堂中使用的承梁结构原理,在进入机械时代后,发展为更大尺度的悬臂结构。这种巨大跨度的悬臂结构非常依赖于为其稳定所作的平衡,而力学原理则为建筑的艺术形式提供了令人信服的表现力。北美和英格兰的仓房是最早的以最少材料建造大空间的建筑,预制的木质构件经过切割和编号,在地上以榫卯连接方式组装好后再被立起来。加州轻质仓房采用钉子固定,某种程度上可以看作是美制轻型木结构体系的前身。二维拱顶(筒拱)从古罗马时期一直使用到今天,原理上并无大的变化;三维穹顶则更明显地受到了结构技术进步的影响,图解静力学科的进步产生了诸多轻薄复杂的拱顶,并最终生成了薄壳结构。  从材料的角度来看,实体建造方式曾被认为较层叠建造更接近“真实性”的表达,然而这主要是基于传统砖石砌体结构所作出的推论。在现代轻钢结构与混凝土结构诞生之后,无论是出于经济性还是表现性,原有的判断似乎都不具有足够的说服力了。在砌体材料中,构造理性集中体现为松散材料丰富的组合方式。特鲁利的干砌石顶屋可以在一晚之内拆除,在收税人员巡查过后再重新建起来,以现代人的视角来看,甚至带有装配式房屋的先进色彩。意大利文艺复兴时期对石材表面的加工处理方法,现在已经鲜有人知了,更多的是机器刨床切割抛光的工业化产品。砖砌体比石材小而灵活,色彩与形式的变化组合也极为丰富。砖和石材都与产地有紧密联系,而混凝土则不具备这方面的特征。这种塑性材料除了形状上可以自由发挥,还可以通过色彩、模板肌理等影响建筑效果。泥土造屋相对来说对气候的要求更为挑剔,却也因此具有了浓厚的地域文化特征。植物材料虽然不如上述两类材料结实耐久,但是拥有非常柔韧的特点。两河流域的芦苇结构被认为是拱项结构的源头——这项技术到今天仍在使用;苏格兰重木结构被移民带到美国后,产生了轻型木构架技术,这种节约大量时间和劳力的结构非常适合美国西部的城市。玻璃和钢的组合为工业化住宅提供了广阔的前景。“一所建筑是一个气候的调节者”,在这一概念中,它充当了内部与外部的环境过滤器,通过对气候作用的增加或减少影响人体的感觉。  现代建筑肇始,亦是对装饰进行去除的开端。路斯对“表面装饰”和“深层装饰”进行了区分,表面装饰是寄生于结构并干扰结构逻辑的后加想法,它们只是制造幻想;而深层装饰则能增强结构逻辑并有目的地使用简单形式并真实地表达材料,它们的作用不再是隐藏和掩饰,而是作为社会文化基础的同谋和表现符号。勒-迪克认为“深层装饰”应该与结构本身结合到这样的程度:它无法被除去,除非在这过程中损坏结构。不论是中国的斗拱还是哥特式教堂的尖券,结构都有效地转化成了装饰,体现了装饰与结构的统一。它们是力学构件也是装饰构件,使得建筑结构有了超出自身功能之外的属性,一切艺术处理都是在遵循结构力学原则的前提下,适当的进行加工,没有丝毫的矫揉造作与哗众取宠,充分利用结构构件进行艺术化处理,发挥其装饰效果,构件的合理排布和巧妙的组合展现出结构固有的率真与理性,从而产生了令人意想不到的韵律之美。  建筑师的任务就是通过结构调整以及材料组合的别致处理等手段,使建筑能够以更加优雅的姿态呈现出来。将建筑的技术活动置于美学的中心位置,试着去协调建筑的人文性和技术性,是今天亟待解决的问题。
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