建筑线性结构的设计原理论述

陈希娥

天津市轻工业设计院，天津 300193

1 、建筑线性结构的内涵及理论基础

建筑中的线性结构指的是由统一内涵和性质的平面行所组成连续轨迹，它属于三维空间里的实体。建筑线性结构具有和线一样的几何特征，而且由具体化的物质材料组成构建，构建的长度远比其截面尺寸大。一般对于建筑线性结构的认定，和线一样，都取决于对其连续程度和轮廓的感知。建筑线性结构的理论基础主要有以下几种：首先是建筑形态学理论。建筑形态学由结构主义和形态学在建筑领域结合而形成，是现代建筑发展的结果，也是社会多元化发展的必然需求。建筑形态学对于正在流行的其他建筑流派不取代也不否定，与此相反，它通过独特的科学性来加入到建筑学中，通过材料、力和建筑形式之间关系的运用，巧妙的弥补了材料的局限性，使得很多传统方法无法解决的问题得到解决，创造出了具备建筑美感且结构精妙的建筑物。其次是新结构主义理论。建筑线性结构是结构主义在时代发展中所形成的一种新结构主义理论前提下所产生的，它对建筑的非几何形式和几何形式、结构表现中建筑表皮的作用、精致的构造等比较重视，对建筑功能进行多思维角度考虑，表现了对生态、构造、光、表皮、材料等的关注。

2 、建筑线性结构的设计原理分析

2.1 建筑线性结构的设计建造表现

2.1.1 线性结构的材料表现

在建筑创造中，建筑材料所蕴含的表现力和生命力可以说是创造的来源之一。随着我国材料技术和结构技术的不断进步，很多结构清晰、造型独特的优秀建筑作品不断出现，显示出了新材料和传统材料的共同魅力。但是，在建筑中每种材料都有与自身更加契合的几何构件形式，例如，在某些新的结构体系和大跨建筑体系中，由于砌体材料自身的局限性，会被性能更满足力学性能和更全面的木材类和金属类材料所代替。在建筑线性结构中，材料的形态和性能都会以最合理的方式体现出来，使得建筑结构具有独特的美感，并完成了材料的回归。从材料的点线面体等表现形式来说，线性结构由具备线的结构性能的相关材料组成，例如竹子、木材、钢材等。在构筑建筑中这些材料遵循着形式美的均衡与和谐，统一和变化，韵律和节奏等规律，充分发挥其独特的视觉优势，使得建筑具有丰富多彩的形态。线性材料的质感、肌理、色彩等物理性能也会带给建筑生命力的表现。通常人们通过触觉和视觉对各种材料表面的形态、纹理、色泽以及温凉、软硬等产生独特的感觉。例如木材给人以舒适、轻松和雅致的感受，钢材给人细腻、精美的感觉。

2.1.2 线性结构的结构表现

现代建筑线性结构按照空间布置、结构受力和结构材料等，可以分为平面结构形式以及空间结构形式两大类。平面结构体系包括框架结构和平面桁架结构等。框架结构是比较传统的线性结构，应用较为广泛，材料的相关性能也越来越合理，从最早的木材、砖石到如今的钢铁、钢筋混凝土等。框架结构中柱承受压力，梁是受弯构件，承受竖向荷载，通过节点将其传给柱。框架结构具有简洁明了的传力方式，在视觉角度给人的感觉较为稳定，开窗通亮且空间宽敞。平面桁架结构中的最基本单元是三角形骨架，用料最少。在荷载作用时，杆件所承受内力为轴向力，结构变形小、刚度大，具有较强的整体性。平面桁架结构中有很多线性杆件互相交错，具有重叠的视觉效果，表现力生动。空间结构体系包括树状结构和网格结构等。树状结构利用仿生学理论来构造和自然数目非常相似的建筑结构，通过多级分杈和向上生长的形态使得建筑具有旺盛的生命力和强烈的亲和力。网格结构通过离散的线性结构，利用一定的节点来组装成三维连续结构体系。网格结构利用了很多的新工艺、新技术和新材料，是反应现代科技水平的明显标志之一。网格结构的组成形态较为简单，通过简单形态的规则变化和重现，使得持续生长的有机空间形态得以合成。

2.2 建筑线性结构的建筑形态特征

2.2.1 线性结构的建筑空间特征

线性结构的建筑空间特征有模糊性、渗透性和动态性三方面。在建筑组织中，经常有模糊性的空间出现，即所谓的灰空间。因为柱和柱之间的视觉张力和空隙，使得他们所形成的空间和界面具有模糊性。线性结构的建筑空间模糊性使得空间的趣味增强，得以建立起一种似断非断、似是而非的空间关系。另外，在线性结构中，建筑界面一般由透明表皮或者线性构件组成，构件的空隙和间隔决定了空间互相间的渗透性。在由膜材或玻璃等透明材料组成界面时，可以形成透明的空间特征。透明的表皮材料和线性构件都能使得建筑界面出现消隐，使得内外空间能够同时感知。由于线性构件本身具有动态性和方向性，因此线性结构会产生较强的动态美感。线性结构的动态包括实动和虚动两种，实动是能够直接感受的，通过建筑的运动所表现出来，能展现出结构和建筑的内在联系；虚动指的是静止情况下的动态效果，存在于人的想象中，和心理、生理活动关系密切。

2.2.2 线性结构的建筑意境特征

建筑艺术在高层次的追求之一是意境，是唯美的建筑形式和丰富的建筑内容之间的完美统一。建筑一般在视觉艺术的范围内，属于空间造型艺术，建筑意境指的是建筑师通过建筑符号的运用，在建筑物上所体现出来的精神层面的境界。建筑意境的美感是现代建筑艺术的核心和灵魂，同时是建筑艺术最充实和丰富的体现。建筑意境的塑造促使人们欣赏建筑物的过程中，产生意念和联想，在启发和领悟中取得功能和形式统一的精神和艺术的融合。线性结构建筑由于其建筑形态具有独特性、建筑空间具有戏剧性等特点，使得其在意境的塑造和构成上发挥出了独特巧妙之处，促使建筑艺术的意境之美充分体现。

3 、结语

建筑艺术是综合创造力的表现，与经济、艺术、技术和功能等多种因素相关，线性结构在设计中，以理性理念为基础，使得结构与建筑、形势与功能进行完美的融合，从而创造出合理化的空间和动人的形象。本文主要对建筑线性结构的设计原理进行了分析，包括线性结构的设计建造表现和建筑形态特征，对于我国建筑今后的发展具有重要的启发意义。

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