1 承重結(jié)構(gòu)的傳承與創(chuàng)新
現(xiàn)代建筑發(fā)展迅速，大部分建筑雖然風(fēng)格迥異、特色鮮明，但究其根本，只不過是空間、造型和材質(zhì)不同，而建筑的體系卻相差無幾，往往都遵守了梁-板-柱這一經(jīng)典構(gòu)筑體系，承重構(gòu)件僅僅發(fā)揮其承重功能，頂多再附加些許裝飾效果。也有少數(shù)與眾不同的建筑，如日本仙臺(tái)媒體中心和德國(guó)沃爾夫斯堡費(fèi)諾科學(xué)中心，其承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念卻有獨(dú)到之處。
仙臺(tái)媒體中心（以下簡(jiǎn)稱仙臺(tái)）位于日本本州島的西北部仙臺(tái)市，是一個(gè)集信息中心、圖書中心、畫廊、劇場(chǎng)和視聽中心等多功能于一體的綜合性公共建筑，也是日本著名建筑師伊東豐雄迄今為止在其建筑生涯中最具有代表性的一件作品，充分展現(xiàn)了對(duì)承重結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新。費(fèi)諾科學(xué)中心（以下簡(jiǎn)稱費(fèi)諾）位于德國(guó)沃爾夫斯堡南北兩區(qū)之間的城市中心位置，緊挨著鐵道和保時(shí)捷街，其特殊的地理位置決定了費(fèi)諾科學(xué)中心必須有它獨(dú)特的魅力。這兩個(gè)建筑的共同之處在于，其承重結(jié)構(gòu)都打破了功能單一的局限，賦予承重構(gòu)件更多意想不到的功能，不僅提高了空間利用率，更是將建筑學(xué)與結(jié)構(gòu)學(xué)巧妙地融合在了一起，將結(jié)構(gòu)功能與外觀形式的完美結(jié)合發(fā)揮到了極致，這也暗示出承重結(jié)構(gòu)未來的發(fā)展趨勢(shì)。
2 承重結(jié)構(gòu)的形狀由規(guī)則向不規(guī)則發(fā)展
對(duì)大部分建筑而言，承重柱大多采用矩形柱或圓形柱之類形狀規(guī)則的柱，而仙臺(tái)卻大相徑庭。仙臺(tái)由 13 根直徑2-9m 不等，用細(xì)長(zhǎng)的鋼管焊接而成的管狀柱，6 層樓板以及 4 塊分隔內(nèi)外的表皮組成，其中，板和管狀柱為承重體系，每根管狀柱都穿過樓板，上下貫通，樓板擱置在管狀柱上。
管狀柱盤旋而上，富有流動(dòng)感。管狀柱的結(jié)構(gòu)原型來自于自然界的竹子，其空腹結(jié)構(gòu)能支撐竹子在狂風(fēng)暴雨中屹立不倒正好是管狀柱的參考，另外，竹節(jié)有較好的抗剪力和抗扭曲能力，并能增加局部穩(wěn)定性，若樓板與柱的交接處能模仿竹節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作，其結(jié)構(gòu)的受力性能定會(huì)得到良好的保障。13 根管狀柱根據(jù)結(jié)構(gòu)要求分為三個(gè)系列：①直徑最大的四個(gè)管狀柱，采用復(fù)雜的三維格構(gòu)結(jié)構(gòu)，分布于建筑的四角，一方面作為抗震構(gòu)件，另一方面四根管狀柱和其他柱形成規(guī)則的柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，均勻地分布于各層平面，有利于樓板結(jié)構(gòu)內(nèi)力的均勻傳遞，避免內(nèi)力不均導(dǎo)致樓板扭曲對(duì)管狀柱產(chǎn)生偏心破壞。②直徑較小的管狀柱，分為兩個(gè)系列（3 根+6 根）。它們都不承受水平荷載，且均采用平行鋼管制作。其中，3 根管狀柱的鋼管是豎直的排列形式，6 根鋼管柱的鋼管圍繞中心作了旋轉(zhuǎn)來消散樓板的反力防止整體失穩(wěn)。
仙臺(tái)所采用的板和管狀柱體系的創(chuàng)新無疑是仙臺(tái)建筑物的一大亮點(diǎn)，相比之下，費(fèi)諾卻有另外一番特色。其設(shè)計(jì)者扎哈·哈迪德非常巧妙地把所有的展覽空間都集中放置在一個(gè)單層的、平面接近梯形的混凝土盒子里，然后將混凝土盒子抬升至離地面 8m 高的空中，下部由 10 個(gè)根據(jù)城市幾條主要軸線布置的混凝土倒圓錐筒體支撐�；炷恋箞A錐筒體形狀各異，每根錐體的角度都不同，使得建筑物看起來更加靈動(dòng)富有特色。另外，費(fèi)諾科學(xué)中心采用自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑，外表面大部分用清水混凝土，并沒有其他的表面層進(jìn)行裝飾，自密實(shí)混凝土統(tǒng)一的灰色色調(diào)，簡(jiǎn)單大方，使得各種建筑構(gòu)件融為一體，保持和強(qiáng)調(diào)了建筑形體在視覺上的連續(xù)性。整個(gè)建筑物就像一個(gè)巨大的吸盤吸附在地面上，成為保時(shí)捷街上的一顆耀眼的寶石。
由此可見，不規(guī)則的承重結(jié)構(gòu)既滿足了最基本的承重需要，又為建筑物增添了許多新鮮的元素，標(biāo)新立異。當(dāng)然，承重結(jié)構(gòu)形狀的不規(guī)則化并不是僅僅為了營(yíng)造視覺上的沖擊，與其功能的發(fā)展以及與空間形態(tài)的融合也有著千絲萬縷的聯(lián)系。
3 承重結(jié)構(gòu)的功能由單一向多樣化發(fā)展
承重結(jié)構(gòu)顧名思義，最基本的功能就是承重，長(zhǎng)久以來，承重結(jié)構(gòu)都僅僅發(fā)揮了其基本功能。但是仙臺(tái)和費(fèi)諾卻打破了這一局限，做出了大膽的創(chuàng)新。
仙臺(tái)的管狀柱不僅能承受荷載和作用，其空腹結(jié)構(gòu)更是賦予了它許多獨(dú)特的功能。①聯(lián)系上下空間的作用：在立體柱內(nèi)安裝樓梯、電梯等，既解決上下交通問題，又達(dá)到樓梯隱蔽化的效果，是板-管-皮體系區(qū)別于其他體系的一個(gè)最明顯的特征。②設(shè)備井的作用：在立體柱內(nèi)安裝各種管道，保證了設(shè)備的使用質(zhì)量，也不影響整體結(jié)構(gòu)的美觀。③共享空間的作用：立體柱空腹結(jié)構(gòu)且上下貫通，有的一直通到屋頂花園，將外部的陽光和空氣直接輸入到室內(nèi)，達(dá)到一種室內(nèi)室外的空間一體化的效果，增加了建筑使用的舒適度。
費(fèi)諾與仙臺(tái)相似，用于支撐整座建筑的 10 根混凝土倒圓錐體柱子內(nèi)部也是空的，容積也相當(dāng)可觀。因此，餐館、禮堂、酒吧、商店在這些柱子里是一應(yīng)俱全，還包含了建筑物所需的各種輔助設(shè)施和用房。這種設(shè)計(jì)激活了建筑的接地空間，將每一個(gè)空間都利用起來，既達(dá)到了空間利用率最大化的效果，又使空間富有特色。
總而言之，充分發(fā)揮承重結(jié)構(gòu)的多功能性，會(huì)激發(fā)出建筑空間無限的可能。因功能都由柱子內(nèi)部展現(xiàn)，在提高空間利用率的同時(shí)，為整體建筑的空間、形態(tài)的形成打下了良好的基礎(chǔ)。
4 承重結(jié)構(gòu)與空間形態(tài)的關(guān)系由獨(dú)立向相融合發(fā)展
大部分建筑物，其承重構(gòu)件與空間形態(tài)的關(guān)系都比較獨(dú)立，這是建筑學(xué)與結(jié)構(gòu)學(xué)的矛盾所致，也是經(jīng)典構(gòu)筑體系梁-板-柱無法抹滅的一個(gè)弊端。但仙臺(tái)卻通過體系的創(chuàng)新達(dá)到了承重構(gòu)件與空間形態(tài)相融合的效果。
仙臺(tái)采用板-管-皮系統(tǒng)，板和管狀柱作為承重結(jié)構(gòu)前面已做相應(yīng)說明，建筑物的外表皮則采用通透明亮的玻璃幕墻。仙臺(tái)媒體中心整體看上去就好比一個(gè)水族箱，透明的玻璃幕墻能夠一覽無遺建筑物的內(nèi)部構(gòu)造，13 根管狀柱柱盤旋而上，如同自然生長(zhǎng)的“浮動(dòng)的海藻”一樣充滿生機(jī)與活力。
仙臺(tái)獨(dú)特的體系決定了內(nèi)部空間的寬敞，每層都是開放的大空間，且各個(gè)空間之間沒有古板的隔斷，而是每個(gè)空間都根據(jù)其發(fā)揮其特有的功能進(jìn)行自然的劃分，營(yíng)造了空間的流動(dòng)感，也將空間利用率最大化，走在其中，仿佛置身于一座有街道、廣場(chǎng)、公園等建筑，并且風(fēng)格變化萬千，街道各具特色的城區(qū)里，一根根管狀柱的鋼管也好比樹枝，陽光照射“樹枝”產(chǎn)生豐富的光影變化，將空間分割成一塊塊明暗不一的區(qū)域，創(chuàng)造出不同的空間，人們根據(jù)需要選擇地點(diǎn)做自己想做的事情，增加了人們使用空間時(shí)的樂趣。
玻璃幕墻模糊了室內(nèi)室外的界線，室外的人可以清楚的看到室內(nèi)的活動(dòng)，室內(nèi)的人也可以看到室外街道的景象，使整個(gè)建筑物和城市完美地融合在了一起。特別是夜間，隨著室內(nèi)外照明燈光的變化，建筑物煥發(fā)出光怪陸離的色彩，成為夜間城市一道亮麗的風(fēng)景線。
仙臺(tái)打破了現(xiàn)代建筑物固有的結(jié)構(gòu)形式，開創(chuàng)出將結(jié)構(gòu)、空間及形式融為一體的板-管-皮新體系，不僅能夠創(chuàng)造出溫馨的場(chǎng)所，還能提升整個(gè)建筑的藝術(shù)美。這也是現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)體系發(fā)展的一大趨勢(shì)，另一建筑物德國(guó)沃爾夫斯堡費(fèi)諾科學(xué)中心也在結(jié)構(gòu)功能與外觀形式之間找到了完美的契合點(diǎn)。
費(fèi)諾科學(xué)中心架空首層的設(shè)計(jì)理念不僅是結(jié)構(gòu)體系的一次創(chuàng)新，也是創(chuàng)造流動(dòng)空間的一次完美的體驗(yàn)。這種獨(dú)特的空間布局策略，使得人們的視野得到了開拓與解放。參觀者可以從保時(shí)捷街透過建筑物看到鐵道對(duì)面的大眾汽車城，城市南北部分在視覺上和空間上都聯(lián)系在了一起。另外，架空的首層和建筑物前的露天廣場(chǎng)形成一個(gè)有頂蓋的半戶外廣場(chǎng)，可用作戶外展覽的活動(dòng)場(chǎng)地，空間得到了充分地利用。
整座建筑需要 10 根混凝土倒圓錐筒體支撐，而屋頂框架只需要 5 根，因此只留 5 根在費(fèi)諾的內(nèi)部空間里繼續(xù)作為承重構(gòu)件發(fā)揮其作用，另外 5 根柱子則被削去了頂端，用于營(yíng)造費(fèi)諾的內(nèi)部空間效果。被削去頂端的 5 根柱子有的上升，有的下沉，與柔美有力的曲線融合在一起，勾勒出連續(xù)而不可復(fù)制的豐富空間，營(yíng)造出別有洞天的藝術(shù)美感。
這兩座建筑物都足以說明，承重結(jié)構(gòu)與空間形態(tài)的融合并不是紙上談兵，只要設(shè)計(jì)理念合理，都可以建造出以人為本、造型美觀的建筑物。
隨著現(xiàn)代建筑的迅速發(fā)展，承重構(gòu)件的設(shè)計(jì)理念也在一步步地創(chuàng)新，簡(jiǎn)單的承重功能已無法跟上時(shí)代的步伐，只有賦予承重構(gòu)件更多的功能性，并與建筑學(xué)相融合，才能開發(fā)出承重構(gòu)件無限的潛能，充分發(fā)揮承重構(gòu)件的價(jià)值。
5 結(jié)語
通過對(duì)仙臺(tái)媒體中心板-管-皮系統(tǒng)和費(fèi)諾科學(xué)中心首層架空支撐結(jié)構(gòu)的創(chuàng)作構(gòu)思及結(jié)構(gòu)體系的分析，可見現(xiàn)代建筑承重結(jié)構(gòu)在確保建筑安全、可靠、耐用的同時(shí)，還應(yīng)在空間形態(tài)、功能特性等方面充分體現(xiàn)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念。在達(dá)到了上述要求后，建筑就能改變以往單調(diào)的室內(nèi)格局，營(yíng)造出多樣靈活的空間場(chǎng)所，并且賦予其更多的功能以適應(yīng)人們?nèi)找嫣岣叩纳钯|(zhì)量。新型承重結(jié)構(gòu)不僅對(duì)其所在的建筑起到有效的改良作用，而且還能激活已經(jīng)存在的周邊地帶，使城市蛻變?yōu)橐粋�(gè)協(xié)調(diào)合理的建筑系統(tǒng)。
因此進(jìn)一步地對(duì)承重結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與探索，對(duì)于推進(jìn)現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)有著積極的意義，同時(shí)建筑師人性化的設(shè)計(jì)理念及豐富的設(shè)計(jì)構(gòu)想，對(duì)于提升承重結(jié)構(gòu)的綜合性能有著促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]孟憲川。試論仙臺(tái)媒體中心建筑師與結(jié)構(gòu)師的合作[J].建筑師，2008（1）。
[2]杜倩。扎哈·哈迪德建筑創(chuàng)作思想及其作品研究[D].同濟(jì)大學(xué)建筑學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.
[3]王潔，朱浩飛。從空間的構(gòu)筑到場(chǎng)所的形成-評(píng)仙臺(tái)媒體中心的非構(gòu)筑性[J].華中建筑，2006（2）。
[4]趙倩。解析扎哈·哈迪德的設(shè)計(jì)思想與作品[J].大眾文藝，2012（24）。
[5]李華東。伊東豐雄：仙臺(tái)媒體中心[J].室內(nèi)設(shè)計(jì)與裝修，2001（8）。
