鋼結(jié)構建筑作為獨具一格的建筑形式，在大空間、大跨度、超高層等大型建筑中其藝術表現(xiàn)力尤為重要。近幾年我國各地建成的鋼結(jié)構建筑注重結(jié)構的科學化、造型藝術化，在空間格局、材料應用、外層涂裝等方面給建筑增添不少光彩，彰顯著鋼結(jié)構建筑無窮的藝術魅力。
英國美學家羅杰斯·思克拉頓運用美學理論，從審美的角度論述了建筑具有實用性、地區(qū)性、技術性、總效性、公共性等基本特征。美國現(xiàn)代建筑學家托伯特·哈姆林，提出了現(xiàn)代建筑技術美的10大法則，即：統(tǒng)一、均衡、比例、尺度、韻律、布局中的序列、規(guī)則的和不規(guī)則的序列設計、性格、風格、色彩等，較全面地概括了建筑美學的基本內(nèi)容。
鋼結(jié)構建筑作為一種建筑形式同樣適合于以上的特性與法則。中國有著豐富的文化底蘊，伴隨著源遠流長的建筑文明，建筑的構思、美學價值日臻完美，一個優(yōu)秀的鋼結(jié)構建筑必然是審美價值和功能要素完美結(jié)合的產(chǎn)物。
適合建筑環(huán)境整體布局要體現(xiàn)節(jié)奏和韻律美
“建筑是一種凝固的音樂，音樂是流動的建筑”，這是德國大詩人歌德的名言，因為“建筑所引起的心情很接近音樂的效果”，一個優(yōu)秀的鋼結(jié)構建筑同樣如此。目前我國各地興建的一批體育場館、會展中心、機場、鐵路車站、電視廣播塔、超高層建筑等，都以鋼結(jié)構為主要建筑結(jié)構，其中不乏成功的例子。
正在北京興建的“鳳凰國際傳媒中心大廈”是一個環(huán)境藝術設計的成功范例。建筑不單有張揚的個性，而且充分融合建筑的周邊環(huán)境，造型各異的鋼結(jié)構件在恰如其分的比例、尺度產(chǎn)生整體布局的節(jié)奏和韻律美。“鳳凰國際傳媒中心大廈”外結(jié)構再也不象一個巨大的鋼網(wǎng)“籠罩”建筑物上，而是通過非線性彎曲鋼結(jié)構肋架交織成的結(jié)構受力系統(tǒng)，以飄逸、流暢富有韻律感的“莫比烏斯環(huán)”延伸美學藝術的感染力，揭示著中國建筑鋼結(jié)構設計已經(jīng)進入世界先進行列。
北京2008奧運會主場館“鳥巢”的設計含意也頗有創(chuàng)意，“筑巢引鳳”體現(xiàn)體育競賽的基本意向性。但鋼結(jié)構件組合后，要在一定高度的空中俯瞰才能展現(xiàn)“鳥巢”效果。作為體育場場館是人們近距離接觸的物體，很難感受“鳥巢”妙趣，甚至粗獷的鋼結(jié)構件在近距離沒有親和力。由此可見建筑環(huán)境藝術效果要在一定的比例、尺度、布局設計中體現(xiàn)出各種空間組合的節(jié)奏和韻律美。尤其是鋼結(jié)構件的比例、尺度等的失衡，會對整個設計會帶來視覺上的不合適。
正是在許多專家多年的呼吁和力推下，我國的鋼結(jié)構企業(yè)才迅速發(fā)展起來。在短短的幾年中，我國許多有影響的標志性建筑由中國的建筑大師主筆承擔。“鳳凰國際傳媒中心大廈”由北京建筑設計研究院設計，大廈運用現(xiàn)代世界先進的參數(shù)化非線性建筑設計理念，大膽構思以其獨具匠心的外形，多曲彎扭、舒展流暢的線性富有藝術張力的鋼結(jié)構建筑。
建筑要適合當?shù)氐慕ㄖ尘碍h(huán)境。“鳳凰國際傳媒中心大廈”從建筑的小背景來說是在北京市朝陽公園內(nèi)，是北京市中心城區(qū)一個最集中的中央綠地，有點象紐約的中央公園。項目在公園的西南角，要同這特定的地域風貌相吻合和公園融洽、互動。隨著不斷地深入設計，設計者沒有按照常規(guī)概念在一個造型下做一個簡單的鋼結(jié)構，做一個玻璃外殼。而是把結(jié)構的需求和外殼完美地結(jié)合起來，通過結(jié)構充分地展示在建筑物內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
“鳳凰國際傳媒中心大廈”鋼結(jié)構工程屬超大跨度空間結(jié)構，鋼結(jié)構屋蓋由雙向交叉疊合梁結(jié)構及豎向支撐系統(tǒng)組成，由箱型截面構件形成的梯形網(wǎng)格構成，且構件具有空間彎扭特征。每根桿件體現(xiàn)鋼結(jié)構建筑藝術性，均衡在人的視覺中產(chǎn)生合適的比例、尺度，從而實現(xiàn)鋼結(jié)構建筑的節(jié)奏和韻律美。
科學的結(jié)構設計與建筑藝術設計完美結(jié)合
“廣州塔”是我國建筑史上的一座創(chuàng)新杰作，不僅創(chuàng)造了“新高度”，而且實現(xiàn)了建筑結(jié)構與美學的完美結(jié)合。“廣州塔”在廣州新城中軸線與珠江景觀軸的匯合點，婀娜多姿的“廣州塔”作為世界最高電視觀光塔和中國最高建筑，在第16屆亞運會開閉幕式上綻放出璀璨的光芒，不僅成為廣州市耀眼新地標，也是世界經(jīng)典鋼結(jié)構建筑中最具有時代性的標志性建筑。
科學的結(jié)構設計與建筑藝術設計完美結(jié)合成就了“廣州塔”。“廣州塔”塔高有600米，由一座高達454米的主塔體和一個高100多米的天線桅桿構成。其結(jié)構設計新穎、時尚，造型優(yōu)美、線條流暢、結(jié)構獨特。為了達到建筑設計的要求，展現(xiàn)“廣州塔”的藝術魅力，整個塔身是鏤空的鋼結(jié)構框架，24根鋼柱自下而上逆時針扭轉(zhuǎn)，每一個構件截面都在變化。令人難以想象的是，鋼結(jié)構外框筒的立柱、橫梁和斜撐都處于三維傾斜狀態(tài)，滿足“廣州塔”造型藝術的需要，鏤空的鋼結(jié)構外框筒與塔身中的核心筒有一段距離，其結(jié)構很特殊。
由于其特殊的結(jié)構形式，“廣州塔”在外型設計上獨樹一幟，在結(jié)構上大膽創(chuàng)新，應用了許多新的鋼結(jié)構技術。“廣州塔”還有一個是打破常規(guī)的設計，就是環(huán)梁與斜撐不是在一個平面上，從結(jié)構上講它沒有形成一個穩(wěn)定結(jié)構的幾何體，由于結(jié)構設計巧妙，更顯外形設計的魅力。在“廣州塔”鋼結(jié)構外筒是由上下兩個橢圓平面衍生出來的不規(guī)則網(wǎng)筒結(jié)構，橢圓橫截面沿整個建筑高度是連續(xù)變化的。鋼結(jié)構外筒是結(jié)構的主要抗側(cè)力體系，主要由鋼管構件組成，包括鋼管混凝土立柱、鋼管環(huán)梁和鋼管斜撐。由于“廣州塔”是一個典型的管狀塔形鋼結(jié)構，并且結(jié)構體系十分龐大，受力十分復雜，科學的結(jié)構設計與建筑藝術設計成為完美結(jié)合的例子。
建筑的實用功能性與藝術想象力的結(jié)合
現(xiàn)在有許多大型鋼結(jié)構建筑是一個區(qū)域的標志性建筑，建筑具有實用性、地區(qū)性、技術性、總效性、公共性等基本特征。特別是豐富的藝術想象力與實用功能元素的結(jié)合，會給建筑帶來很大的影響力。廣州南站作為武廣客運專線上重要的起始站，它的體量和現(xiàn)代化程度讓人耳目一新。廣州南站總建筑規(guī)模61.3萬平方米，廣州南站是全國四大鐵路樞紐站之一，它對珠三角經(jīng)濟發(fā)展主要解決經(jīng)濟圈的交通問題。目前開通的都是高速旅客列車，為加快泛珠三角地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展發(fā)揮重要的交通優(yōu)勢和鐵路輻射作用。
廣州南站作為一個現(xiàn)代化程度很高的綜合性空港式交通樞紐，實現(xiàn)了高速鐵路、城際鐵路、地鐵、公路等多種交通方式的無縫銜接，旅客不出站即可快捷換乘，系統(tǒng)技術全、集成能力強，詮釋了中國高鐵的建設理念。由于廣州南站功能上有著特殊性，大跨度、大視角是廣州南站最主要的空間設計要求。雄偉壯觀的廣州南站建筑外型具有嶺南文化特色的“芭蕉葉”為設計意境，體現(xiàn)出它不僅是一個超大體量的鐵路樞紐站，而且建筑鋼結(jié)構本身很有藝術性。目前，類似建筑多以鋼結(jié)構為主要的建筑形式。廣州南站的候車大廳、屋頂及無站臺柱雨棚均為大跨度預應力索拱、索殼、三向張弦拱等新型鋼結(jié)構體系。站房鋼結(jié)構總量8.9萬噸，為“鳥巢”鋼結(jié)構的兩倍多。這樣一個具有相當規(guī)模和技術含量的鋼結(jié)構工程，鋼結(jié)構采用的是柔性拉索結(jié)構，跨度大、安裝精度高。廣州南站站房鋼結(jié)構工程鋼柱構造復雜類型多，鋼柱有Y型柱、三叉柱和樹狀柱等多種形式。站房鋼結(jié)構設計師運用現(xiàn)代空間結(jié)構表現(xiàn)手法，巧妙地進行藝術化的再設計。廣州南站這座富有藝術張力、超大空間、大跨度鋼結(jié)構的鐵路站房以優(yōu)美、舒適的乘車環(huán)境和人性化的服務設施，無不讓人感受到中國高鐵樞紐客站的風采。
同樣，昆明新機場也是一個很有藝術想象力的鋼結(jié)構建筑，它是國家“十一五”期間批準新建的大型機場，項目總體定位為面向東南亞、南亞，連接歐亞的國家門戶樞紐機場。昆明新機場航站樓規(guī)模龐大、結(jié)構復雜、形式新穎。航站樓離港大廳中心區(qū)內(nèi)拱形屋頂彩帶結(jié)構以卓越的科技力量將現(xiàn)代美學與地域文化特色完美統(tǒng)一，成為整個建筑立面和內(nèi)部空間的標志，帶給建筑空間獨一無二的地方特色，給旅客以全新的空間體驗。
昆明新機場鋼結(jié)構設計的特點，航站樓主體鋼結(jié)構工程由形似七條彩帶的鋼箱梁、188根椎鋼管柱、738根幕墻柱及12根T型柱組成，特別是航站樓中央大廳的七根彩帶寓意象征“七彩云南”，全部是彎扭弧形箱形梁組成，錐形鋼管柱外形呈錐形，在加工過程中采取多項措施保證鋼管柱的成型美觀。航站樓屋蓋支撐體系的七條鋼帶，將形成蘊含著“七彩云南”美麗寓意的昆明新機場航站樓。經(jīng)過裝飾工程，這些鋼帶將全部變成彩色的。蘊涵著“七彩云南”美麗寓意，航站樓安裝的7條鋼彩帶是國內(nèi)首次在機場工程中成功應用鋼彩帶制作安裝技術，體現(xiàn)建筑的實用功能性與藝術想象力的完美結(jié)合。
綜上所述，近幾年我國各地建成的鋼結(jié)構建筑越來越注重結(jié)構的科學化、造型藝術化、使鋼結(jié)構建筑更具有實用性、技術性等基本特征。在外形上強調(diào)建筑的均衡、比例、尺度、韻律、空間格局、材料應用、外層涂裝等給建筑增添不少的光彩，彰顯著鋼結(jié)構建筑無窮的藝術魅力。
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