1 概述
1.1 钢结构建筑发展简介
古代东西方建筑存在很大差异。一方面是受地域、物质的影响，另一方面是思想、文化、审美造成的。近代以来，钢筋混凝土框架结构的发明催生了“国际建筑”，地区间的多样性似乎已经消失。西方在经济、技术等诸多方面占据优势，自然也牢牢掌控着建筑界的话语权。东方必须放下努力，向西方学习“功能”、“流线型”、“少即是多”等术语，然后学习其建筑造型。然而，地域和传统仍然潜在地影响着东方建筑师的思维。
到了20世纪60年代，现代主义在西方受到质疑，人们开始思考建筑独特性的表达。随着钢结构的广泛应用，西方找到了这种表达的可能性。活跃于20世纪80年代的高科技代表皮亚诺、鸟巢设计师赫尔佐格、前工程师卡拉特拉瓦，都兼具技术美学倾向和杰出创造力，设计出许多体现时代精神的设计。作品。
与此同时，在东方的日本，建筑师开始重新审视现代性、地域性和传统之间的关系，希望找到自己文化的表达方式。日本建筑师与高科技学校等钢结构的应用不同。相反，他们回顾历史和传统，提取民族地域特色，创作出精美的作品。由于历史原因，中国在这方面的探索比日本晚了几十年。然而，冯纪中、王澍以及中国台湾众多建筑师的积极探索，却使中国当代钢结构建筑呈现出不同于西方的地域特色。
1.2 西方时代探索
18世纪，随着科学技术的突飞猛进，钢材首次应用于桥梁工程。到19世纪末，英国的水晶宫、法国的埃菲尔铁塔、机械博物馆等都是钢结构建筑史上的经典。但当时的社会观念比较落后，钢结构建筑发展缓慢。许多新建筑内部已经使用了钢框架，但外部却用石头制成，伪装成古典风格。 20世纪初，随着钢筋混凝土的广泛应用，钢结构建筑的探索实际上陷入了停滞。直到20世纪60年代，钢结构在技术、观念、高度跨度要求变化的影响下才重新得到发展。在此后的40年里，建造了大量的钢结构建筑。其中最典型的是皮亚诺和罗杰斯设计的蓬皮杜艺术中心和中国建筑师贝聿铭设计的卢浮宫金字塔。贝聿铭在西方设计钢结构建筑时，更注重当代表现，而在中国和日本，他更注重地域表现（香港的中银大厦除外），但总的来说，他还是西方背景下的思想。 。赫尔佐格的汉诺威展览馆26号和在卡拉特拉瓦仿生设计思想下诞生的里昂火车站都是新世纪钢结构建筑的杰出代表。
1.3 东部区域勘探
从前川邦夫到丹下健三，日本建筑师始终追随柯布西耶的现代主义。到了20世纪60年代，日本建筑也呈现出裸露混凝土的“野兽派”倾向。这些建筑未经改造，通过一定的技术从传统中汲取养分。新陈代谢运动之后，建筑师开始尝试新技术和想法。此时，除了安藤忠雄继续探索混凝土之外，许多建筑师开始在创作中应用钢结构。甄文彦用自己独特的理解，将地域特色赋予钢结构建筑。从伊东丰雄开始，日本钢结构建筑发生了翻天覆地的变化。这一改变从经典的仙台媒体中心开始，影响了后来的一大批建筑师。他们弱化了钢结构的技术性，将钢结构的性能与空间紧密结合起来，表达自己的想法。隈研吾等人主张探索钢材与其他材料的结合。
在中国，冯纪中先生的方塔花园至今仍为人们所称道。李兴刚等年轻一代对钢构件的运用更加广泛。冯先生的思想也影响了王澍。时代给了王澍无限的机遇，他反复对材料和形式进行更深入的实验。过去，人们强调他的瓷砖墙壁和“徘徊”的空间意象，而忽略了其他细节。笔者在参观了王澍的大量作品后，深深感受到他一直在寻求钢结构的地域表达。
由于特殊的历史原因，中国台湾也拥有较为完整的钢结构地域表现文化遗产。陈其宽在东海大学的探索以来，具有浓郁地域特色的作品层出不穷。李祖源设计的台北101大楼已成为台北的地标；姚仁熙不仅在中国台湾取得了巨大的成就，还参与了中国大陆的建筑设计；谢英军看到了钢结构在建筑中的优势，并将其与民生紧密结合；黄圣元探索宜兰田野，找到了一条新路。
2 日本探索
2.1 地域原型的加入——丹下健三和真文彦
1964年的代代木体育馆（见图1）定义了日本建筑史上的两个时期——丹下贤三时期和鹤文彦时期，可见其重要性。丹格采用高强度钢索的悬索屋顶结构为主体，但人们更关注的不是它的结构或节点，而是它的形式和它所营造的高度仪式感的场所。这种独特的贝壳形状可以追溯到古代日本穴居人。加上从传统中抽象出来的装饰元素，它获得了强烈的地域表现力。这是结构表现主义的顶峰。丹下思考的时候，结构和形式已经融为一体，就像是一个各方面都符合要求的答案。很难判断他的思维逻辑顺序。但在笔者看来，虽然被称为结构表现主义，但很可能还是以传统原型为基础的。因为根据以往的经验山东新世纪钢结构，建筑师首先要思考这样一个重要项目的文化象征意义。丹下可能是一时兴起想出了这个绝妙的主意，经过一番修改，结构刚好符合要求。隈研吾在2020年东京奥运会场馆设计竞赛中的方案也因其文化象征意义而引人注目。此时，日本钢结构建筑强调地域性、突出场所感的共同特点开始显现。
图1 代代木体育馆
图2 幕张展览馆
1993年普利兹克奖获得者真文彦在探索时代精神表达的同时，也在钢结构建筑中体现了日本传统的魅力。例如，幕张展览馆中相互交织的红色碎片（见图2）充分表达了地域特征。甄文彦脱离了探歌的模式，转而用金属桁架和不锈钢板打造出一个大跨度的外壳，上面覆盖着一层薄薄的金属皮，加在展厅的一侧。其结构的轻盈性所产生的影响一直延续到今天。作品分为两部分：具有一定跨度的延伸弧形屋顶和支撑弧形屋顶的斜杆。它的形状很容易让人想起传统的日本建筑。甄文彦通过钢结构的设计模拟了传统建筑的造型。弧形屋顶作为传统的大屋顶，细杆作为柱子。弧形屋顶下的支撑杆被加工成类似藻井的形状，整个建筑也被涂成斜角。红色已成为传统建筑中常见的颜色，共同传递着传统韵味。这座建筑的灵感主要体现在两点。一是钢结构建筑可以通过形式和装饰（如红漆）表达地域特色，二是思考钢结构和木结构的相似之处。
2.2 空间意象与概念传达——伊东丰雄
自2000年起，伦敦蛇形画廊每年夏天都会邀请著名建筑师设计一个临时展厅，举办各种公共活动。 2001年，伊东丰雄与结构工程师巴尔蒙德合作，为蛇形画廊设计了展厅（图3）。精致的空间被几何分割，结构隐藏在其中，这是“后理性化”的体现。形式占主导地位，钢结构系统由无数钢板和其他构件组成，隐藏在墙内。
图3 2002年蛇形画廊展厅的“后合理化”
图4 仙台媒体中心
图5 仙台媒体中心的结构体系
图6 仙台媒体中心剖面支柱分布
在他的代表作《仙台媒体中心》（图4）中，人们普遍的评价是伊藤将结构与空间完美地融合在一起，但笔者认为这种评价还不够充分。建筑主体由楼板、柱子、外壳三部分组成（图5）。连接7层空间的柱子仅有13束。这些柱子由数量不等的钢管组成（图6），随意排列，就像水草一样。从它们身上，可以清晰地看到伊藤所追求的流动性和透明性。该作品从概念层面回答了自由建筑的问题。他的设计不仅解决了特定的问题，而且向社会传达了一种信息。在这里，他思考的是如何应对周围环境的复杂性，即如何将建筑“锚定”在日本无文脉的城市环境中。因此，他对顶面和底面进行了类似的处理，减少了它们的差异，并用提取元素后得到的13束柱子作为城市形象的凝结，象征着城市的复杂性。
伊藤思考的是建筑与城市的关系，或者说当代钢结构建筑的地域表达，其中钢结构只是一种设计手段。笔者认为，一座能称得上结构与形式完美结合的建筑，一定是对称建筑（图7，结构优先），否则就是概念优先（图8）。从最终的形态观察，柱子的最大特点首先是管径不同，分布相对随机，其次是较细的钢柱形成的管网形状，以及整体的扭转趋势。考虑到柱在结构体系中的主导地位，从结构合理性的角度考虑，这些柱应直径均匀、均匀布置，或对称分布在中心，以加强四个端点。由此可见，伊藤力求传达的概念对于结构设计来说并不是必须的——他从建筑概念出发思考，通过钢结构的具体操作形式来表达概念，可以概括为“概念优先”。
图7 代代木体育馆结构优先设计图
图8 代代木体育场概念优先设计图
2.3 抽象空间的支持——SANNA + 藤本壮介 + 石上纯也
图9 金泽21世纪美术馆抽象空间
作为伊东丰雄的学生，妹岛和世和西泽立卫进一步完善了他的概念，并将其转变为一个完全光的空间。在妹岛看来，柱子是轻的，天花板是轻的，空间是漂浮的。比如金泽21世纪美术馆（图9），有一种精致化趋势下的抽象空间感。两人共同创办的SANNA建筑事务所研究的核心问题是空间和身体感知。他们有意弱化钢结构系统的节点和结构，以强化整个空间系统。在这里，钢结构作为抽象空间的支撑而存在，也是构成抽象空间的元素。细长的白色钢柱成为这群建筑师的标志。这个想法实际上来自于地域性的表达。但SANNA的抽象更为极端，剥离了瓦片、木材、砖块等传统材料，凭空表达传统，运用“侘寂”美学（从旧物或人的外观，揭示出一种充满岁月的美，即使外表斑驳、褪色，也无法阻挡，甚至会增强一种震撼的美）。
图10 KAIT工作室
Junya Ishigami 的神奈川工业大学 KAIT 工作室（图 10）进一步开发了钢结构塑造抽象空间的可能性。他的想法已经体现在他早期的装置作品中（图11）——一张长9.5m、厚仅6mm的钢制桌子。这张薄如纸的钢制桌子经过预应力以避免变形。我们需要关注两点：第一，石上纯也为什么要设计这样一张桌子——在这个作品中，他想探索日常物品与非日常物品碰撞所产生的空间张力（这里体现在跨度上）。并试图将其延伸，探索塑造建筑空间的可能性。用高级的话来说，可以称为“非静态时空态”。不管人们是否理解其意图，可以读到的是：石上纯也桌子不是一张桌子，而是一个抽象的意境；第二点是关于钢结构的具体形式。桌体选用钢材，因其刚度和弹性模量大。两端的节点处有16个螺丝点，但在这里，作品需要足够抽象来表达非日常，物质的具体性分散了注意力，所以建筑师选择通过白色油漆模糊所有细节。
图11 极薄钢板工作台
通过这张特殊的钢制桌子，其实不难了解KAIT Studio的结构性能。建筑师想要创造一个不平凡的抽象空间，选择了性能优异的钢结构。在使用时，钢结构的日常性质被小心地隐藏起来。 305根柱子中只有42根处于受压状态，而其余263根柱子均处于受拉状态以抵抗地震。西方结构理性主义建筑师肯定会使用钢绞线作为受拉构件，以明确区分受拉和受压。但这根本不是石上纯也的目的。在作品中，柱子是塑造抽象空间的元素，而不是强调它们本身。他希望人们完全沉浸在柱子的海洋中去感受时空，而那些试图感受超越（原为佛教术语，这里指超越世界的感觉）的人不会被带回现实世界。现实由于复杂而微妙的节点。归根结底，抽象是第一位的，结构、构造和材料退到了空间后面。然而，空间形态离不开钢材、钢结构和节点的支撑——先进的技术赋予了探索终极形态的可能性，但并不一定表达技术本身。
藤本壮介探索人、建筑和自然之间的关系。在NA住宅（图12）中，他还弱化了柱子，以加强空间的抽象性。与SANNA和Ishigami不同，这座房子可以看作是一系列空间的组合。细柱不再是建筑的唯一主导元素。添加了分散的、视觉上几乎浮动的楼板和钢楼梯。他们一起创造了一个抽象的空间。这里利用钢材的高强度特性来解决短跨度的问题，从而导致楼板极薄。藤本壮介说：“白色的钢结构本身并不像一棵树，但在这里居住和身处这个空间的体验是对我们原始祖先生活在树上的丰富感情的当代诠释。这是一种过渡在城市和树之间。” 、建筑、家具和人体，同时也存在于自然和人造物体之间。”
图 12 房屋内部 NA
图13 2013年藤本壮介蛇形画廊展厅
藤本壮介2013年为蛇形画廊设计了展厅。在蛇形画廊展厅（图13）和他在上海的新作《展望山》中，他有了新的思考。他模糊了柱与板之间的清晰界限，以统一的方式构建了整个空间。他巧妙地运用几何网格，营造出柔和自然的建筑氛围。长廊由无数白钢构件组成，层层叠叠，蜿蜒如蛇，扭绞在一起，融入自然。不过，作品并没有采用普通的三角形桁架，而是强调尺寸的正交体系。他利用钢构件密度的排列控制来实现所需的透明度变化，从而与自然对话。在这里，钢构件在一定程度上失去了结构意义，转变成抽象的形式甚至装置式的景观。钢元素本身是人造的，但当组合在一起时，它们就变成了一座有机的、云状的建筑。这种轻盈以及与自然的对话，也是日本建筑自古以来所崇尚的地域特色在当代形式中的体现。
图14 支撑木屋檐的钢构件
2.4 与其他材料的结合——隈研吾、坂茂
木结构可以很好地表达地域特征，但在接缝处不如钢结构坚固。由于钢与木在应用上有一定的相似性，钢与木的结合成为现代钢结构建筑常用的技术之一。隈研吾有时会用钢结构作为木材的支撑，如广重美术馆（图141），有时会刻意隐藏钢结构，如梼原木桥博物馆（图15），但底部的柱子底座仍暴露钢结构。结构。在中国美术学院象山校区民间艺术馆（图16），他不再隐藏结构，而是选择了与以前完全不同的围合界面处理方式。钢结构体系支撑着屋顶，钢索悬挂着无数的瓦片。 ，光影投射到地面上，营造出安静的氛围。 2013 年普利兹克奖获得者坂茂的方法似乎更为复杂。他擅长制作纸质建筑，但也在零件中使用铰接式钢节点。游牧博物馆（图17）是一座充满独特创意的展览建筑。主体结构采用钢制集装箱，屋顶采用再生纸管铺装，墙壁采用可回收木板，地板采用石头和沙子铺装。天然材料体现出浓郁的地域特色，而钢结构则强调当代特色。两者的融合会产生一种模糊的地方感，既古老又现代。
图15 豫园木桥博物馆
图16 民间艺术博物馆外立面
图17 游牧博物馆内部
3 中国探索
3.1 钢结构下传统再现——冯继忠、李兴刚
文革中断甚至倒退了中国现代建筑的探索，但冯纪中先生始终坚持自己的理念。在方塔花园东门（图18）山东新世纪钢结构，他对钢结构建筑进行了划时代的探索。尊重过去而不模仿过去，他正在思考传统形式在当下的继承。必须赋予该作品一定的现代性，而钢结构完美地契合了这一点。具有传统意象的错落单坡青瓦屋顶与具有时代特征的钢架相结合，实现了“古变新”。
冯先生自嘲是“小题大作”——他的建筑思想确实体现在几栋“小”建筑上。何无轩（图19）主要由竹子和茅草组成，但为了下部防水，用钢结构柱基础将竹子与地面分开。这也是仿古风格的创新。石柱基础被轻质钢构件取代，从而获得了现代感。每个节点的处理都专门涂上了黑色油漆，这也体现了加强节点的意识。这里隐含的还有传统木框架与钢结构在意象上的相似性，后来被王澍吸收和发展。
图18 东门独立坡屋面及钢屋架
事实上，王澍一直是冯纪中先生的崇拜者，曾写过一篇关于方塔园的评论文章。他感兴趣的是为什么今天人们仍然无法忘记方塔花园。王澍认为，原因就在于这组作品的“中国性”。这种“中国性”并不是靠表面符号支撑的——后现代主义所宣扬的符号显然缺乏内涵，至今几乎已经消失。笔者认为，方塔园浓厚的“地域性”不仅在于意象和建筑原型的提炼，更在于其材料和形式的继承和突破。虽然是一座“小”建筑，但冯纪中先生却将建设的理念落实到了每一个细节。此外，关键在于传统材料（甚至茅草等原始材料）与钢结构的结合。如果没有钢结构的使用，东大门就不会兼具现代性和传统性，河楼轩的价值也会大打折扣。
图19 何鲁轩强化性能节点
图20 鸡西博物馆屋架
年轻一代的建筑师往往也喜欢使用钢结构。如今已经有不少优秀作品的李兴刚在鸡西博物馆对钢屋架与传统屋顶的关系进行了自觉的探讨（图20、图21），显然是受到了冯先生的启发。该作品采用了规则组合排列的三角形钢屋架单元，屋顶倾斜，赋予其现代感。
图21 鸡西博物馆斜屋顶骨架
图22 宁波美术馆钢制柱廊
3.2 批判地域主义探索中的钢结构——王澍
宁波美术馆（图22）是王澍的早期作品。其建筑格局可分为底座的灰色石面和主体体量的木质面。它参考了传统建筑的三个要素：平台、主体和屋顶。钢结构将屋顶和木柱抽象化，变成巨大的钢柱和由两块矩形钢板围成的入口。钢柱与走廊后面的木质立面相得益彰，共同表达了传统意象。王澍成名后，在水岸山居酒店进一步探索钢结构（图23）。作为一名实验建筑师，他同时探索多个方面。除了空间界面之外，他还探索了大跨度木结构、新的夯土砌筑技术甚至钢结构，但过去人们关注较少。在这里，钢结构起到了与木结构相匹配的作用。虽然不像隈研吾隐藏得那么彻底，但也是为了弱化和强调木结构。小尺度的木条通过螺栓连接，支撑大跨度的屋顶。从夯土墙顶部伸出的钢柱作为大跨屋顶两端的支撑。钢缆用于横向加固木质构件。
建筑师需要探索的是结构的真实与表达的真实之间的关系。密斯现代主义盛行时，人们强调表达。当谈到高科技时，他们追求极端的现实，包括设备。从那时起，趋势变得更加多样化。在乌镇互联网国际会展中心，王澍用钢结构搭瓦，甚至模仿木框架（图24）制作了同样形式的钢框架（图25），只是钢筋是故意做的很长，以至于它从屋檐下冒出来，给人一种肆意生长的感觉。钢框架和木框架在同一栋建筑中的存在也是一个有趣的设计。笔者认为，这是王澍结合互联网的设计主题制作的钢木装置隐喻，旨在让人们思考传统与未来的关系。大胆地用钢材代替木材可能是传统的未来。
图23 水岸山住宅辅助木结构钢结构
图24 国际互联网展览中心木结构
图25 钢结构的相似形式
3.3 台湾本土建造——李祖源（台北101）、谢英俊（活动板房）、黄胜源（独丢当森林）、姚仁喜（乌镇大剧院）
图26 台北101大楼夜景
来自中国台湾的建筑师在钢结构建筑地域表达的探索中也占有一席之地。李祖元的101大楼（图26）和金茂大厦一样，都是以古塔为蓝本的。它们对人们审美观的改变产生了巨大的影响。在乌镇大剧院（图27）的设计中，姚仁喜采用了弱化体量的方法。向外倾斜的钢柱及其之间的倾斜连杆象征着传统的窗户，从而融入历史街区。谢英俊思考的是更多现实问题，希望通过钢结构建设的便利解决民生问题（图28）。他设计的住宅和灾后房屋从结构体系到围护结构都使用了大量钢材。他抓住了地域性的本质，将钢结构与土基等其他当地材料的结合，表达了钢结构建筑独特的地域性。黄圣源的建筑形式非常独特。他并不经常使用钢结构，但他设计的名为“度丢当森林”（图29）的草图建筑，是根据宜兰的地域特色，创造了独特的公共空间，体现了小镇的自然美景。
图27 乌镇大剧院内部
图28 钢结构与其他材料结合的住宅
图29丢丢荡森林
4 结论
与西方大跨度、高层钢结构建筑的当代表现不同，东方在一些普通甚至小型建筑中采用钢结构，体现出独特的魅力。这是从东方想到的，探索仍在进行中。显而易见的趋势是，东方建筑师并不强调钢结构的技术性能。这并不意味着它们是“低技术” - 实际上，东方的钢结构技术水平越来越多地赶上了西方，他们希望以一种温和的方式呈现高级钢结构技术，并被社会接受。通过钢结构的出色表现来表达自己的想法，继承传统并表达区域身份。
参考
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