浅谈建筑设计中力学与美学的对立统一

2009级《建筑&机械概论》课程论文 2011年11月

浅谈建筑设计中力学与美学的对立统一

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王伟

摘要：结合世界上从古至今的建筑特点简要的讨论说明建筑设计中力学与美学的对立性以及统一性，并结合实际做简要的说明，以求应用于以后的工作中，让我们能在以后的工作中更好的与建筑设计师合作，尽力设计出外型美观结构稳定坚固的建筑。

关键词：建筑设计 力学与美学 对立统一

Discussion on architectural design of mechanics and aesthetics of the unity ofopposites

WANG Wei

Abstract：The world since ancient times with a brief discussion of the architectural features described inthe mechanical and architectural design aesthetics and unity of the opposition and combined with the actual brief explanation. in order to applied to future work so that we can work better in thefuture with the building designers,try to design a beautiful shape andstable structure of solid construction.

Key words：architectural design, mechanics and aesthetics, unity of opposites

0 引言

随着科学技术、力学及材料学的发展，建筑设计师发挥的空间也越来越大，近年来越来越多的经典的建筑也相

继的在世界各地建成，外形也越来越多样化越来越贴近自然。

鉴于以后可能会从事结构设计工作，为了能在以后的工作中更好的完成工作、更好的与建筑设计师合作，我们有必要了解力学与美学在建筑设计中的关系，以及从历史及现在世界各地的建筑概况和其中经典的一些建筑，包括一些经典的力学构思的建筑和美学构思的建筑。对于包含经力学构思的建筑分析了解其中的力学构思对于经典的美学设计建筑分析了解力学在一些地方的处理怎么能在不破坏建筑外形的条件下使建筑更坚固。吸取他们的经验，在这个过程中更好的了解力学在结构设计中的应用，了解结构设计的思想。相信随着力学与材料学的发展更多更经典的建筑也会相继被设计建成。

1 力学与美学的对立

生活离不开建筑,人们的衣食住行基本都是在建筑中或建筑上进行的。人们都希望自己建筑既

美观又结实可靠。但建筑要可靠通常结构都是很死板的，不会太美观，所以就有了建筑艺术。建筑艺术作为一门与人的生活息息相关的艺术学科,是一门特殊的艺术，与其他纯艺术不同，它无法建立在空想的基础之上，它不可避免地与技术有着密不可分的关系，它需要借助于技术的运用，结构的支撑。但是，结构设计的立足点在于力学，建筑设计的立足点则在于美学,长久以来，技术很大程度上是作为对建筑的限制存在着,因此建筑师常被称为“带着镣铐跳舞”的人。在很长一段时间中，建筑师为追求美学设计的完美，尽可能利用装修手段和技术手段将结构隐藏起来，比如吊顶、梁上翻等等，但是那样并不完美而且外部面貌并不太理想。

但是,我们必须看到,其实建筑也正是因为有着各种条件的制约才有了其独特的魅力。之所以有美丽的建筑,是因为有结构这个坚实的骨架在支撑着建筑美丽的外表。美国现代著名建筑师赖特认为,建筑是用结构来表达思想的科学性的艺术。意大利现代著名建筑师奈维也曾说过:“建筑是一个技术与艺术的综合体。”随着现在科学技术的发展，结构技术常常给建筑艺术注入新的内容，结构、材料、产品、施工等技术的发展，给建筑师提供了发挥的基础。同时，结构造型本身作为一种重要的表现形式，也越来越得到更多建筑师的运用。近几十年来，随着通透空间的大量应用，建筑结构所体现的理性和技术的美感重新被认识，结构造型设计也就应运而生了。比如日本近年来的建筑中大面积玻璃的使用，使得建筑在实现对透明性追求的同时也大面积暴露了建筑的结构和设备。建立在理性的技术基础上注入感性的建筑思维的结构造型设计在日本当代建筑设计中起着不可忽视的作用，体现了现代空间造型技术的认同。

2 力学与美学的统一

其实，美学与力学的结合并不是现代建筑所持有的新的课题，早在古希腊、罗马和中国的古建 作者简介：王伟（1989），男， E-mail：www.564482580@qq.com

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筑中都可找到其完美结合的例证。在古代,建筑的功能、美与结构之间的矛盾并不突出。建筑的美更多的是表现在对单纯结构的修饰,或者说当时的建筑结构本身在潜移默化中替代了建筑本身的美。以中国的古典建筑为例，中国古典建筑中的斗拱、额枋、雀替等从不同角度映衬出古典建筑的结构美。在古代，由于材料、力学的研究、建筑技术和机械的限制，并不能设计出多少美观具有艺术美的建筑，但经过不断的经验积累即以发展创造不少经典的优美稳固的建筑还是相继建成。虽然这些世界各地造型优美的古建筑都无疑是以庞大的人力、物力财力和漫长的工时为基础的，而且其中加了很多的立柱，很占空间，而且在一定程度上也影响其美观，但这并不能否认他们的美观稳固，他们作为古建筑中的经典。如西方世界及一些宗教盛行的国家基本上优美且结构结实的建筑大都是教会的教堂，如位于威尼

图1?? 圣马可大教堂

斯市中心的圣马可广场上始建于公元829年，重建于1043-1071年的圣马可大教堂。圣马可大教堂几乎有1000年的历史了。它是天主教最富丽和最重要的教堂之一。拥有500多根石柱和4000多平方米的马赛克画。一方面它集合了拜占庭、哥特的风格呈希腊十字形，上覆5座半球形圆顶，为融拜占庭式、哥特式、伊斯兰式、文艺复兴式各种流派于一体的综合艺术杰作。教堂正面长51.8米，有5座棱拱型罗马式大门，另一方面也具有东方风格，顶部有东方式与哥特式尖塔及各种大理石塑像、浮雕与花形图案，向东方文化开放。是西方教堂建筑中比较经典的建筑之一。它不但外形美观具有很强的观赏性，而且结构强度也很大，通过500多跟石柱与墙等支撑使其很坚固，虽然有一千多年历史但现在仍然没有损坏。而在中国及其他一些亚洲国家优美且结构稳固的建筑大都是皇家建筑。如始建于7世纪吐蕃王朝松赞干布时期重建于1645年位于中国西藏拉萨红山的布达拉宫，它是一座规模宏大的宫堡式建筑群。最初是松赞干布为迎娶文成公主而兴建的，17世纪重建后，布达拉宫成为历代达赖喇嘛的冬宫居所，也是西藏政

图2 ??布达拉宫

教合一的统治中心。整座宫殿具有鲜明的藏式风格，依山而建，气势雄伟。布达拉宫中还收藏了无数的珍宝，堪称是一座艺术的殿堂。主体建筑分白宫和红宫，主楼十三层，高115.7米，由寝宫、佛殿、灵塔殿、僧舍等组成，为石木交错的建筑方式。宫殿的设计和建造根据高原地区阳光照射的规律，墙基宽而坚固，墙基下面有四通八达的地道和通风口。屋内有柱、斗拱、雀替、梁、椽木等，组成撑架。铺地和盖屋顶用的是叫“阿尔嘎”的硬土，各大厅和寝室的顶部都有天窗，便于采光，调解空气。宫内的柱梁上有各种雕刻，墙壁上的彩色壁画面积有2,500多平方米。布达拉宫整体为石

图3??凤凰古城

木结构宫殿外墙厚达2～5米，基础直接埋入岩层。墙身全部用花岗岩砌筑，高达数十米，每隔一段

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距离，中间灌注铁汁，进行加固，提高了墙体抗震能力，坚固稳定。而在建造这些建筑的过程中积累的经验以及获得的技术又会被带到民间建筑的建造之中，民间建筑也随之变得越来越优美稳固。而且也在不断的发展转变。如位于中国沱江之畔，群山环抱，关隘雄奇的凤凰古城中的建筑，它们很具有代表作用。多依山傍水建造坐北朝南、纯木结构的居脚楼。吊脚楼为每扇四柱撑地，横梁对穿，上铺木板呈悬空阁楼，绕楼三面有悬空的走廊，廊沿装有木栏扶手。木栏上雕\回\字格、\喜\字格、\亚\字格等吉祥图案。凭桩可观景，可晾晒衣物。阁楼屋脊以瓦作太极图形，四角翘檐，玲珑飘逸。屋脊与檐均用灰浆安砌花格窗，上嵌玻璃，涂刷油漆。而在现代建筑中，各种结构和材料技术的迅速发展一次次将新的空间梦想变为现实。彭一刚在《建筑空间组合论》里说过，“现代的建筑师必须和结构工程师相配合才能最终地确定设计方案,因此正确地处理好功能、结构之间的关系显得非常重要。”所谓的结构造型设计是建筑师和结构工程师相互配合的结晶，它并不等同于单纯地暴露结构，暴露的方式、位置、结构形式、构件造型等都必须纳入建筑设计的范畴才能展示其魅力。例如日本东京国际会议中心的弧形屋顶桁架，其造型已无法仅从结构的需求来进行解释，它同时更应该被看作是一种建筑艺术造型。建立在理性的技术基础上并注入了感性的建筑思维的结构造型设计，在现代建筑设计中起着不可忽视的作用，它体现出现代空间造型对技术的认同。

获益于力学和材料学的发展以及结构设计、施工技术以及建筑材料等方面的进步，现代建筑设计师也越来越可以摆脱建筑结构的限制，设计出越来越多的优美稳固的建筑 ，建筑的外形也越来越多样化，很多建筑师也把对自然的感悟融于建筑中，如成功举办了2008年奥运会的北京鸟巢体育馆。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长333米、东西宽294米，高69米。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构,是由一系列钢桁架围绕碗状座席区编织而成的“鸟巢”外形，钢结构总用钢量为4.2万吨，空间结构新颖，建筑和结构浑然一体，独特、美观，具有很强的震撼力和视觉冲击力，充分体现了自然和谐之美。

3 力学与美学结合的美好前景

近年来涌现出很多经典的建筑,它们能很好的体现出力学与美学完美结合所产生的效果,包括中国的北京奥运主体育馆鸟巢,国家电视大楼,国家戏剧院以及在上海世博会上的大批建筑,我们坚信力学与美学相结合的前景是非常美好的.

随着科技的发展，力学与材料也飞速的发展，结构的设计也渐渐的冲出了传统结构设计所遇到的部分限制，各种新颖的建筑造型各异，但同时结构强度也很大。结构造型设计作为体现技术进步和时代特点的重要表现形式，已经越来越成为现代建筑设计的一个重要组成部分。现代建筑已经到了结构工程师的时代，一个优秀的结构造型设计，不但需要建筑师的精心构思，也需要结构工程师不辞辛苦的配合和技术探索。不可否认，由于在结构设计、施工技术以及建筑材料等方面的落后，我国的结构造型设计水平较国外发达国家还有很大的差距，建筑设计和结构设计脱节的现象还十分常见，结构造型设计还不能充分体现设计意图。随着当今全球化趋势的加重，在国际建筑业的冲击下，我们应该努力学习国外的成功案例，获得一些启示，以创造出更加优秀的建筑作品。 参考文献：

[1] 尹青．建筑设计构思与创意[M]．天津：天津大学出版社，2002． [2]余卓群．建筑设计图集[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．

[3]朱向军，周刃荒，鲁一平．建筑设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007．

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