互承体系下建筑造型与空间形态探索

互承体系下建筑造型与空间形态探索

刘娜

厦门大学建筑与土木工程学院建筑系福建厦门361005

1.互承结构的定义和意义

在简单的组件中，互承体系（RFs）可以被定义为扁平且倾斜的构件相互支撑，并以闭合的结构方式形成单元（如图1）。这种方式形成稳定的几何结构和空间系统，最常用于屋顶结构，其中构件分担载荷并将其向下传递到环形梁、柱或支撑壁。

节点简单、造型美观、可快速安装并重复利用是互承体系的特点。经过节点加强亦可达到安全稳固、耐用性强的要求。互承结构早已存在，近些年来广泛被国外建筑设计师发掘，应用于公共建筑项目实践当中。在工业不断推进以代替人工的时代，这种单一有序的构件制作也会越来越方便，人工成本也会随之大大削减，“互承结构”的这些优点可以让它逐渐成为结构的主流之选。

2.互承结构在国内的发展

最先出现在张择端的《清明上河图》中，“汴水虹桥”的结构被发现是互承体系。闽浙地区的许多桥梁也使用此结构搭建，其中福安市棠溪村的棠溪桥十分有名。由于没有制图记录，只有“皆以巨木虚架”和“取巨木数十相贯”简单的文字描述，根据有限的信息对当时的施工工艺进行推测。本应该在当代的建筑设计中延续这种古老的结构，却没有得到很好的实现。

以王澍为首以及南京大学的冯金龙教授、赵辰教授等建筑师已着手对这种结构体系展开研究。以中国美院象山校区的接待中心为例，这个大片的木构屋顶事实上是由许多相互支撑的木构件组成的互承结构，理论上，它们之间的力相互作用，自身可以达到一种平衡的状态，仅需在连接处增加额外的连接体。大片的屋顶下，营造出通透的公共建筑空间，排列规律的短木杆件表现出结构的形式美，仿佛在对古代的手艺人致敬。从外观上来看，巨型拱屋顶是对浙闽桥梁的变形，传承传统的工艺将其和城市建筑纹理融合。

3.互承体系在日本的发展

日本同样是尊崇木构传统文化的国家，拉森认为日本是“互承框架之乡”。石井和紘最先打开互承结构实践的缺口，淸和文樂館奏乐厅的天花板用粗木杆件相互搭接而成，他的作品为该领域做出开篇贡献，根据技术和经验的积累在有限的空间下探索这一新的可能。

手塚贵晴倡导建筑的“宜居性”，他重视建筑构造和细部的“经济性”。十日町产业文化展览馆是手塚贵晴为日本艺术家ToshikoHoriuchiMacadam而设计的“木之网”展厅，589根大小各异的木构件通过自重以及卡榫，堆积榫接而成，连接处用木楔来加固，没有使用任何金属连接件，而设计寿命可达300年左右。实际这种结构系统是非常成熟的互承结构体系，尽可能地将金属零件的使用降到最低，几乎完全以木结构完成建筑设计。

守山登建筑研究所的作品“追随成长的树木而变形的伞”实现建筑与树木的共生。走廊在被大自然包围的地基内，走廊与树木的交汇处如果缺少屋檐，雨水就会飘到内部，所以在树干上加了一圈互承结构的屋顶，它能配合树木的生长扩大，一根钉子也不打，一边守护着树木一边发挥功能。

互承体系背后可以感受到潜移默化的文化力量，提到的这几位建筑师在创作灵感方面并没有太多的相同之处，尽管他们是现代设计，但对于日本文化、传统木构和建造手法都秉持着尊崇之意。

4.建筑形象和形态美学

互承结构设计可以从力学规律中得到启发；利用结构构件的表现手法是将杆件视为表现建筑形象的“符号”和“语言”；利用数学中的几何形可以准确地描述复杂的曲面空间，其产生的结构形式理性、纯净；拓扑形的表现手法中，互承结构形态的可塑性被充分发挥，建筑形象的变化更为自由和丰富。互承体系为建筑形象的创新提供了丰富的源泉。

互承体系不仅能适应不同功能要求，而且也具有其独特的表现力，易于获得轻巧、空灵的效果。在现代建筑的空间造型中，可以充分利用结构中符合力学规律和力学原理的形式美因素，来增强建筑艺术的表现力。其实，这种形式美就是结构构件及它们的组合所表现出来的一种构成美，一种力学传递美，它的魅力就在于它的简洁、流畅，以暴露出的结构构件本身而不需通过其它媒介来表达和创造空间造型。

结语和思索

传统木构作为我国传统文化脉络的一支需要流传下来，我们吸收的不仅是装饰文化，更要学习根本的建造手法。

互承结构独特的形态需要得到建筑设计领域足够的重视，追求营造过程中的“匠气”，强调中国传统建筑设计思路中重要一点——建构思想：为建筑而构造，强调结构体系对空间的影响。深入研究互承体系并运用到具体实践中对现代建筑造型与空间形态探索具有重要意义。

参考文献

[1]程云杉，乐志.平视王澎—以互承体系为线索.建筑师.2013：34-36.

[2]覃池泉.互承结构研究——以虹桥为出发点．北京大学，2008.

[3]文跃茗.互承体系在中国传统建筑中的运用与发展.江西建材，2014（3）：12-13.

[4]程云杉.从支撑系统到建筑体系——面向结构一体的案例研究．

东南大学，2010.

[5]柏庭卫.杠作：一个原理、多种形式.中国建筑工业出版社，2012，7.

[6]OlgaPopovichLarsen，ReciprocalFrameArchitecture.London：ArchitecturalPress，2008.