结构制造：日本当代建筑形态研究 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　日本现代建筑新颖抽象的形式，总是能给我们很多启发。而形态背后更深层的建筑形态与观念、结构设计之关系则少有人问。
　　本书以建筑师的视角对日本当代建筑设计与结构设计之关系进行研究和阐述。不仅在观念层面探讨了“自然”“细分”“平坦”“身体”“暧昧”等主题，又在技术层面对“水平抵抗”“抗震”“材料”“解析”“架构”等与结构受力相关的问题进行了阐述。二者共同形成了日本建筑的“形态”。
　　同时以大量精心绘制的图解进行案例研究，对日本当代建筑形态中的结构设计方法进行了归纳与分类。表明结构的重要意义首先是设计而非计算，建筑与结构的关系从来没有*解。

作者简介

　　郭屹民，东南大学建筑学院副教授,结构建筑学研究中心主任。

内页插图

目录

序
第一章 关于“形态”
1.1 “形态”词源考
1.1.1 “形态”
1.1.2 “form”与“morph”
1.2 形态的尺度
1.2.1 结构的尺度
1.2.2 观念的尺度
1.3 形态的秩序
1.3.1 构成
1.3.2 生成
1.3.3 两种秩序的比较
第二章 日本建筑的形态
2.1 观念
2.1.1 自然
2.1.2 细分
2.1.3 平坦
2.1.4 身体
2.1.5 暧昧
2.2 结构
2.2.1 词源考
2.2.2 水平抵抗
2.2.3 抗震
2.2.4 材料
2.2.5 解析
2.2.6 架构
第三章 结构即意匠
3.1 合理的近旁
3.2 结构设计
3.2.1 何谓结构设计
3.2.2 机构设计师
3.3 整合的建筑学
3.3.1 建筑学教育体系
3.3.2 建筑执业体系
3.4 日本近现代建筑与结构关系的发展
3.4.1明治维新至战前（1945年）的近代
3.4.2战后（1945年）至经济泡沫覆灭（1995年）
第四章 结构制造
4.1 日本建筑的“当代”
4.2 装饰的结构
4.2.1 架构细分
4.2.2 抗震形态
4.3 抽象的结构
4.3.1 几何位置
4.3.2 预变形
4.4 流动的结构
4.4.1 结构演算
4.4.2 感度解析法
4.4.3 扩张ESO法
4.5 更新的结构
4.5.1 结构体系的更新
4.5.2 集约化
4.6 结语：传统再现的技术途径
附录
附录1 与小西泰孝的对谈
附录2 与大野博史的对谈
附录3 日本近代结构发展年表
附录4 结构发展年表
附录5 图表出处
附录6 参考文献
致谢

精彩书摘

　　2.2.2 水平抵抗
　　无论如何，结构在日本并不仅仅意味着抵抗重力。日本最早有关地震的记载是《日本书纪》（日本書紀）中允恭5年（416年）“河内国地震了”（ 河内国地震ふ），而最早的关于震害的记载也是在同样的《日本书纪》中推古7年（599年）“大和国地震，屋舍毁坏，上苍要开始公祭地震之神”（大和国地震い、屋舎を屋舎を壊る、勅して地震の神を祭らしめ給う）。对于古代的日本人而言，自此开始，地震这一自然现象也开始被当作人们生活经营事件的一部分来对待，人们对于地震现象与生产活动之间的关系也日趋关注。面对诸如地震、台风、海啸这些风土的侵扰，人们赖以生存的建筑环境如何来积极地形成对此的抵御及防治也逐渐在意识中形成。歌人藤原定家76在推断家中的佛堂因地震而倒塌的原因时就认为是缘于“没有通长的横向联结”（長押（なげし）なきによると記していることからもうかがうことができる）所致。藤原定家所说的“横向通长联结”就是用来联系作为竖向支撑的木柱的横梁。这种在顶部用来联系建筑物的柱子的通长横梁也被称作为“头贯”（頭貫）。无论是“长押”还是“头贯”，都是源自我们在上文中提到过的平安末期由中国大陆传入日本的“大佛样式”77中作为通长联系梁的“贯”（ぬき）结构（图2.34）。在此之前以寺院建筑为主的日本传统建筑赖以抵抗水平荷载的是柱子本身的自重。因此，无论是飞鸟时代传来的法隆寺金堂还是鉴真和尚带来的“禅宗样式”78唐招提寺，都是借由柱径粗大的材料来抵抗水平荷载的。而“贯”结构的出现，乃至于之后随即转入中世建筑的样式由寺院转向住宅时，随着“贯”的横向联结不断变多加强，原来作为材料抵抗水平荷载的柱子也逐渐变成为细方形。这一结构上由“竖强横弱”向“横强竖弱”的转变也表明了日本传统结构意识中由竖向抵抗向水平抵抗的过渡，而这也恰恰是与日本传统文化从“外摄”到“内化”的转变相同步的。“贯”这种横向的通长联系梁正是日本自古以来所具有的水平抵抗意识的物质写照。
　　在日本传统建筑中这种水平抵抗意识具体表现为可动性与轻薄性。首先，可动性是相对于西方传统石砌建筑结构的固定性而言的。西方传统石砌建筑结构的固定性是建立在材料抵抗基础上的，与此相对的是，日本传统建筑在中国大陆文化的影响下，从一开始就以木构“横平竖直”的方式作为支撑。与中国大陆传统建筑以“竖直”为重不同的是，出于自身风土意识的考虑，日本传统建筑逐渐形成了“横平”的结构趋向。尽管如此，日本传统建筑结构在本质上还是与中国大陆传统相近似，都以木构的框架形式作为结构的架构体系。比如在日本传统建筑结构中被称为“组物”（くみもの）的柱梁联结物就是中国传统建筑中的一组“斗拱”。“组物”联结纵向的柱子与横向的连梁，其本身就在梁柱结构中承担了分配力流的重要作用。木材不同于石材，在时间经年的作用下会因为材料本身的收缩、变形而产生松动。也正因为这样的可动性，日本传统建筑结构梁柱联结既非铰接、亦非刚接，从而在水平荷载作用时可以产生类似于当代耗能结构那样的位移抵抗，来大幅减轻水平荷载对结构整体上的破坏。这种对于木材松动性的预判而来的可动结构体系当然是在经年累月的错误试行之中才逐步确立起来的。西方传统建筑的结构，即便是采用了木构，往往也会在木材相交的部位用金属件予以加固，这也就保证了结构体系的固定性，而中国以及日本的传统结构，木材的交接采用榫卯方式连接而不用金属加固的方法，是从本质上有别于西欧的。两方在意识方面的不同决定了物质形式的大相径庭。日本传统结构的可动性不仅体现在材料的连接方式上，还体现在结构体系的平衡方式上。事实上，如果我们将“组物”的底座看作是一个保持着平衡的“秤”的话，两侧的出挑会在“秤”的两边形成一个摆动的平衡（材料变形、荷载作用的影响）。这种被称作为“天秤结构”的动态结构平衡方式却是日本传统建筑的结构中非常重要的一种方式。其不仅可以满足水平抵抗的要求，也在很大程度上兼顾了建筑内部的使用以及材料变形的影响。日本古代的寺庙建筑“组物”对出挑屋面的支撑方式就是基于“天秤结构”动态平衡的支撑。营造于飞鸟时代的奈良法隆寺五重塔就已经采用了“天秤结构”。我们从五重塔的剖面图（图2.35）中可以看出，塔中央垂直方向上的芯柱除了在最上层与屋面结构相连接之外，与其他各层的出挑屋面都没有相连接。这是因为在建造之初，古代的工匠们就已经预想到将来随着时间的流逝，芯柱外周的屋面结构都会因为自重产生下沉，并由此造成与中央芯柱的错位。同时，出挑的屋面也会因为水平荷载的作用产生与芯柱之间连接的松动。进而，五重塔各层屋面的侧柱所制成的尾垂木，将外侧出挑的屋面自重与内侧上部屋面传来的垂直荷载相平衡。而各层的侧柱自下而上层层内收，并没有在竖向上贯通，而是保持了各层侧柱相互独立。“天秤结构”的动态平衡方式从建筑结构的总体到局部材料的连接，都体现出日本传统结构意识中可动性的一面，它将集中受力转化为均布受力；将固定的刚性转化为可动的柔性。因其对组物的斗拱以及芯柱摩擦力作用等各种水平抵抗方面有意识的考虑，可以说法隆寺五重塔是日本当代“制震”与“隔震”工学技术的原型。对于日本传统木构法的特点增田一真归纳道 ：
　　（1）结构即意匠
　　从细部节点到整体构成，功能性与美观性完美地达成一致是传统木构法的第一也是最大的特征。
　　（2）应力分散型立体架构
　　立体结构的特征就如同笼屉一般，局部的损坏不至于放大，避免应力集中。
　　出挑屋面的“天秤结构”
　　（3）各层的独立性
　　通顶柱必要的唯一理由是缘于平衡角柱等容易产生的上拔力而时常会出现轴力不足。然而，一般情况下各层变形角各不相同，为此通顶柱受到强制的弯矩必然会被折断。传统木结构基本上各层独立也就是所谓的“神乐式架构”。
　　（4）强度型与黏滞型
　　对于暴风雨及中等程度地震的抵抗是来自于强度型的土壁，在遇到激震时，土壁先行崩坏来消耗地震的能量，之后抵抗则逐渐转移到由贯和榫卯等柱的交接插入部分的黏滞型变形抵抗上。
　　（5）耐久性
　　深远的出挑屋面、通风、干燥材、大径木、真壁等综合在一起，是极其耐久的构法。
　　（6）材料的自然性
　　传统木结构当然全部都是自然材料。
　　（7）规划的自在性
　　墙面较少的架构，不仅在高温多湿的风土条件下更易于存留，在大量人群聚集时，或是家族构成变化时，平面功能的对应性也是非常有利的。
　　（8）规格与连接的再评价
　　规格与连接的组合方式巧妙地挖掘了木材弹性的特点，是一种预应力的结构。
　　当我们将法隆寺五重塔的木构法与增田归纳的传统木构特点相对照时，就能从1 500多年前五重塔的木结构形式中发现日本传统木架构的基本原则。也就是说至少从五重塔上，我们已经可以确认古代的工匠们已经完成了从身体意识到物质建造的转译过程，而这其中的大部分又都是与水平抵抗意识息息相关的。
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