摘要：建筑結構與形式表現(xiàn)藝術的關系是由古至今的熱議話題。在鋼結構建筑中，結構與形式之間出現(xiàn)了新的關系，其中節(jié)點作為鋼結構建筑中構造與結構的細部表現(xiàn)，受到了建筑師和工程師的重視。鋼結構建筑中的節(jié)點以其科學性展現(xiàn)出材料的變化、結構的變化，塑造出不同的立面形式與空間氛圍。本文將探討鋼結構建筑中節(jié)點的表現(xiàn)藝術。

關鍵詞：鋼結構；節(jié)點設計；節(jié)點表現(xiàn)

1  結構與表現(xiàn)形式的歷史背景

維特魯威說建筑應具有“堅固、實用、美觀”的特點，這三個詞點出了從古至今建筑中永恒不變的主題：“結構、功能、形式。”關于建筑結構與形式關系的討論從未停息，每個時代，建造的技藝不同、材料不同、建筑背后的指導思想也不相同，這些原因都使得有關于結構的話題值得被重新討論。

古希臘的神廟，威嚴地高聳在山地之上，讓人能看出其莊重的柱，簡單有力的結構形態(tài)；古羅馬建筑中，拱券和柱既是結構同時也體現(xiàn)著形式之美；哥特建筑中，尖拱券的出現(xiàn)并不只是因為中世紀教皇權利集中的政治文化背景，其背后原因更包含著尖拱券受力的合理性。文藝復興時期，建筑師成為獨立的身份，不再附屬于工匠或藝術家，關于建筑的討論變得更加主動和深刻。文藝復興時期的建筑師，將建筑中所有的要素都統(tǒng)一到同一個體系中，他們崇尚古典、和諧的比例關系，這使得他們要處理建筑從內到外所有要素之間的矛盾，建筑被整合成一個整體，不論是結構還是裝飾，都要達到一種數(shù)的和諧秩序，融入進同一個有著和諧比例的體系之中。阿爾伯蒂作為文藝復興時期早期的建筑師，致力于使建筑從內到外達到和諧統(tǒng)一的完美比例關系，從對圣母瑪利亞教堂立面的探索，到圣安德烈教堂中局部與整體所有要素的完美統(tǒng)籌，阿爾伯蒂開創(chuàng)出了文藝復興時期的一種標準的教堂形式。從艾森曼考證到阿爾伯蒂這里，建筑學第一次不止關注它的存在——制作法本身，還從內部和外部關注它的存在和表現(xiàn)法。直到19世紀學科分離之前，結構與建筑絕大多數(shù)情況下是由建筑師統(tǒng)籌考慮的，正如阿爾伯蒂在論建筑中所表達的思想一般：“建筑物這一整件事情是由外形輪廓與結構所組成的。”19世紀以來，建筑師們不斷地探索結構與外在形式之間的關系，維奧萊·勒·迪克是結構理性主義，他崇尚哥特建筑中的結構美，認為建筑應遵循一整套視覺和內部結構相統(tǒng)一的邏輯系統(tǒng)。

在思想文化的不斷演變中，每個人都在自己的理解中處理著結構與建筑外在展現(xiàn)形式的關系。19世紀，隨著鋼材的發(fā)展，以及結構工程師與建筑師的學科分離，建筑結構與形式之間出現(xiàn)了新的關系。由鐵架和玻璃建造的水晶宮開啟了建筑形式的新紀元，完全暴露出鋼結構的埃菲爾鐵塔，帶給人們難以言喻的震撼（但當時的人們卻無法一下子接受這樣一個由鋼鐵塑造的巨型建筑）。水晶宮與埃菲爾鐵塔都由結構工程師設計完成，這無疑引出了在鋼結構背景下的結構與形式的話題，隨著鋼結構體系的不斷完善，計算機參數(shù)化等設計手段的發(fā)展，鋼結構建筑迎來的是一個發(fā)展的高峰，而關于鋼結構建筑結構與表現(xiàn)形式的關系的探索與討論，自19世紀以來從未停歇。

2  節(jié)點的含義

建筑中的節(jié)點，反映著建筑物中多種多樣的連接關系，節(jié)點是局部的連接，通過這種局部的連接構成系統(tǒng)反映著整體。“所謂節(jié)點，就是由各種不同性質的單元體構成，能夠獨立執(zhí)行一項或數(shù)項不同功能的綜合體。”

一個完整的結構體系由不同的受力構件組成，構件則通過節(jié)點來實現(xiàn)內部轉換和相互連接。節(jié)點是受力的合理點，在結構中設計清晰明了的節(jié)點，有利于力在結構中有效地傳遞，能夠有效地發(fā)揮各構件的力學性能，同時，節(jié)點也可能成為建筑中材料的交接處，需要考慮到不同材料的特性，充分體現(xiàn)材料的力學性能。

在傳統(tǒng)木結構建筑中，斗拱就承擔著節(jié)點這樣一個重要角色。在清朝以前，斗拱是結構的一個重要組成部分，斗與拱層層相疊，連接屋頂、梁、柱，實現(xiàn)了力的傳遞，同時，它具有很強的裝飾性，斗拱作為明露的結構，成為中國傳統(tǒng)建筑中不可忽視的美學形式的組成部分，以至于到了清朝，雖已不需要斗拱作為承重構件，卻依然沒有取消這一結構構件。

斗拱

鋼結構具有材料均質性好、各向同性、結構總重量輕、塑性韌性好等眾多優(yōu)點，近20年來，我國的鋼結構建筑數(shù)量迅猛增長，衍生出豐富多樣的鋼結構建筑的結構與表現(xiàn)形式，而鋼結構建筑體系中結構的支撐也依賴于節(jié)點，合理的節(jié)點構造能夠充分發(fā)揮鋼材料的力學性能，使得工作機理不同的構件能夠協(xié)同工作，為千變萬化的結構形態(tài)的穩(wěn)定提供基礎。

3  鋼結構節(jié)點的科學性

影響鋼結構建筑中節(jié)點形式的因素有很多，節(jié)點的分類較為復雜，根據(jù)連接件的位置關系，節(jié)點可分為：搭接節(jié)點、平接節(jié)點、角接節(jié)點、對接節(jié)點等；根據(jù)節(jié)點的連接工藝不同可分為：焊接節(jié)點、鉚接節(jié)點、螺栓連接節(jié)點、銷栓連接節(jié)點、膠結連接節(jié)點等。

鋼結構建筑中的節(jié)點根據(jù)其所起到的作用不同，大體可分為結構性節(jié)點和構造性節(jié)點。結構性節(jié)點是結構構件之間連接的節(jié)點，是建筑結構中力的集中點與傳遞點，起到完成各構件之間力的傳遞的作用，體現(xiàn)著各構件之間的穩(wěn)定性和受力平衡，如：桿件與桿件之間的連接、索與索之間的連接、桿件與索之間的連接、構件與支座之間的連接等。節(jié)點處的不同構件受力方式不同，拉力、壓力、剪力等不同形式的力都反映在節(jié)點處，節(jié)點將這些力連接成一個整體，形成一個個視覺焦點，壓力在節(jié)點處往往雄健有力，增加空間的力量感，而拉力則輕盈明快，給空間增添活躍感。約翰內斯堡體育館采用了一種懸掛結構，節(jié)點連接了拉索與平衡桿，節(jié)點處拉索通過平衡桿處的封板將拉力轉化為壓力，節(jié)點部位的加勁肋增加了節(jié)點的剛度和強度，實現(xiàn)了力的平衡。圖中拉索顯然承受很大的力的作用，維持受力平衡的節(jié)點顯得強勁有力，體現(xiàn)出節(jié)點作為結構構件的力學美。以同濟大學B樓中庭大廳的屋頂為例，采用四角錐體系網架結構，支撐起大跨度空間的覆頂，采用螺栓球節(jié)點，具有節(jié)點部位沒有偏心、受力狀態(tài)好等優(yōu)點。

構造性節(jié)點，連接的是鋼結構建筑的附屬功能構件與結構構件，是皮與骨的連接，節(jié)點處不同的材質有著不同的肌理變化和材料質感，如鋼材與玻璃、鋼材與膜材等，這些不同的材料在節(jié)點處形成強烈的對比，展現(xiàn)出各種材料的沖突，節(jié)點使這些材料在沖突中形成一種和諧、穩(wěn)定的關系，突出不同材料的交融。以玻璃幕墻與受力構件之間的連接為例，玻璃幕墻與結構構件之間的連接方式較為多樣，如明框式玻璃幕墻構造、隱框半隱框玻璃幕墻構造、全玻式玻璃幕墻構造、點支玻璃幕墻構造等。例如上海當代藝術館的玻璃幕墻即采用點支玻璃幕墻構造，“每塊玻璃的四個角分別由不銹鋼支撐爪件作四點固定，在支撐爪件背后設有11mm的鋼索系統(tǒng)縱橫繃緊固定”，這種點支玻璃幕墻更強調玻璃的通透性，使得建筑外立面更具特色、內部空間更顯開敞。正是由于節(jié)點構造的不斷進步才更好地展現(xiàn)了不同材料的特征與性能。

4  鋼結構節(jié)點的藝術性

節(jié)點的藝術性一方面體現(xiàn)在其本身所展現(xiàn)出的力學美上，另一方面體現(xiàn)在節(jié)點對建筑表現(xiàn)形式與空間的塑造中。節(jié)點的設計可以豐富建筑的立面，構造節(jié)點在聯(lián)系建筑的表皮與骨架時，會帶來立面上的肌理，充分利用節(jié)點的形態(tài)，可以突出立面的表現(xiàn)形式。如東京國際會議中心的玻璃幕墻的節(jié)點設計，突出了簡潔有力的立面形式。

節(jié)點的設計可以成為內部空間塑造的重要形式，節(jié)點往往設計于結構的轉折處，結構的轉折通常會帶來空間的變化，因此節(jié)點的設計對于空間的變換與界定有著重要意義。如雷諾中心中廊道的設計，在圓柱形鋼管上套了單獨設計的構件，完成工字形和圓形截面的結合，同時鋼柱與橫檔共同界定出廊道空間。

節(jié)點的連接方式同樣對內部空間的塑造起著重要作用，節(jié)點的設計不只是局部設計，它對于建筑整體有著不可忽視的影響，如螺栓球節(jié)點展現(xiàn)出的是靈活輕盈的特性，焊接則更具力度，在漢堡航空港候機樓和日本關西國際機場的巨大鋼管桁架中，采用直接連接的方式相貫焊接，沒有多余的連接構件，節(jié)點體系干凈利落，營造出開敞的大空間。

相貫焊接

節(jié)點作為結構和構造上起到起承轉合作用的重要部分，在設計中體現(xiàn)著受力特點和材料的多樣性，每一個轉折都體現(xiàn)著材質的變化、力的作用以及光影的變化。節(jié)點系統(tǒng)的設計在鋼結構建筑中起到重要的作用，它作為局部，與建筑這一整體系統(tǒng)融為一體，形成一個由內而外、由局部到整體的邏輯系統(tǒng)。正是因為節(jié)點設計的復雜性和多樣性，在節(jié)點處才更能體現(xiàn)一個建筑師的設計思想，或輕快或有力，或質樸厚重，或變化多樣。建筑師在細節(jié)處追求精致的構造，如結構收頭的處理、材料交接的轉折等，精致的節(jié)點設計可能看起來一目了然，卻能精確地融合入整個建筑，與其他構件一同構建出尺度、層次均豐富細膩的空間。