2.2 结构

2.2 结构

2.2.1 词源考

维基百科中汉字“结构”一词可用于“建筑物、建筑结构、化学、机械、数学、计算机语言、数理逻辑、微分结构、哲学”诸多领域。这种过于宽泛的用途,对建筑形态中的结构含义的判断造成了干扰。仅从字面上分析,“结”表示“系、聚、收束”,而“构”古字作“構”,表示“组成、组合、造”等。“構”字还可以往前追溯到“冓”字,表示“金文象屋架两面对构形,本义为架木造屋”。在《说文》中有“構,交积材也”67。这种木材编织形成的结构意义可以从“構”字本身“木”偏旁以及横竖相间的象形标识中得到辨认(图2.33)。“结构”在汉语中有两个意思,一是表示各个组成部分的搭配和排列 ;二是表示建筑物上承担重力或外力的部分的构造68。前者中的“各个组成部分”通过我们许多熟知的生活用语,如“经济结构”“社会结构”“语言结构”等等可知它可以用来表示抽象事物之间的关联。而后者则明确指出了结构的建筑所指。日语中以“構造(こうぞう,音作kou-zou)”表示结构之意。“構”(構え,音作kamae)在日语中作“建造、结构或指家屋的外观”之意。而“構造”在日语中的意义也与汉语相近,一是表示形成整体形的各部分之间的组合以及各类相关要素相互结合所形成的整体69。由此可见,汉字中有关结构意义的表述可以归纳为:一表示相关联的局部构成的整体;二表示构成整体的局部之间的关联,即局部→整体和局部—局部均可以用结构来表述。另一方面正如本节开始时所述,结构一词用途的宽泛性,即结构既可以指向抽象事物,又可以用于具象事物的特性使得结构的使用非常普遍。“構”一字通过象形图示的方式将木材的用材、“编织”的连接方式以及“底部架空的干阑式”造型的形态统合在一起,表现出汉语圈的东方传统结构的整体性意识。而无论是中文的“结”还是日语汉字的“造”,都表现为对于“構”的建造方式,日语的“造”表达更为抽象和综合,除了包括木材的连接之外,还意指对土地的处置;而中文的“结”则明确了对木材进行结构性连接的方式。因此,无论是中文的“结构”,还是日语“構造”,都将结构从材料、连接、形式与建造诸方面融合在一起,是一个含义丰富的多指向用语。

图2.33 构

英语中structure的意思源于strut,其作名词的意思是“支柱、支杆、支撑”,也可指“抗压材料”。后者源自拉丁语structura和structus,意作“有目的堆砌、建造”的完成分词。韦氏在线词典(Merrian-Webster)中列举的structure的含义包括整体意义上的有关建造行为与结果、某种模式下的组合 ;关联意义上的建造行为与组合方式 ;局部间的关联等。概括而言,包括“整体”“方式”和“关联”三个方面。从structure的指向来看,它既能指向具象物质,特别是与建造有关的内容;同时它也可以被用于抽象事物。当structure被用在与建筑相关的内容时,福蒂在Words and Building有关structure一章中,归纳了以下structure的各种用法 :

①作为建筑的总体形象。

②某建筑物的支撑系统。用以区分诸如装饰、外装、附属设备等的其他要素。

③根据某种图纸所衍生的产品、建筑物、建筑群,或是为了能够清晰辨识出城市总体和地域而衍生的某种图式。这一图式无论是依据各种要素中的何者都是相同的。所谓各种各样的要素,最一般的是结构部分的配置、体块(mass)——或是与之相对的体量(volume)和“空间”,进而是相互联系与连结的体系。

这些之中的何者,单独上都非structure,structure只不过是作为赋予认知要因的符号而已。70

福蒂对structure在建筑中用法的归纳基本上同上述韦氏词典中有关structure的“整体”“方式”和“局部关联”的意义是相同的。不过,福蒂还对这三种用法做了更进一步的说明 :

因为①的意义容易理解,所以没有必要对此进行阐述。所有复杂的问题都隐藏在其他两个用法之中。②与③的意义是无法切分的。其原因在于不论它们是否经常会被分开使用,②其实是③的特殊情况。②和③的混用是由于现代主义(Modernism)的structure一词用法其原先的特征使然。进而因为①的存在将这种混用升级(尤其是英语较之其他语言更加严重)。71

福蒂指出的这种英语中structure一词用法的含混可以从密斯与卡特的相关引述中得到验证 :

英语把不管什么都称作structure,可是我们欧洲却并不是这样。我们称之为临建小屋,却不会叫它structure。对于我们而言,structure一词乃是哲学的思考。structure是整体,从上至下,到每一处的细部为止——都包含着同样的思考。这才是我们所称谓的structure。72

无论是作为“赋予认知要因的符号”还是“哲学的思考”,structure都展现出关联整体到局部的宽泛性。整体上structure可以作为总体形象的标识,局部上这可以被认为是“联结”与“联系”的符号。

structure的双重意义我们也可以从汉字“结构”或“構造”的含义中得到确认。它们都源于木与石这些材料及其使用,都涉及了从局部到整体的关联方式,也都是指向于将客观物质转化为人工形态的秩序。与作为形态目标的观念相对,结构是实现形态的手段,也是在遵循客观规律基础上的、人工化的组织过程。

从前所谓结构的理论就是存在的。这是因为“不能倒塌”这样的信念无论在哪一个时代都是不变的自明真理。

以计算机为背景的技术发展在将建筑的可能性大幅拓展的另一面,“一切皆能”的空虚建筑带来的空洞化则是一把双刃剑。此外,对于技术的过度依赖以及对于缺乏冗余性的都市、建筑而言,更加对于它们的形成造成了困难。

对于急速进化的技术我们能够寄托什么,它们会把未来的时代导向何方?所谓的结构的主体性是什么?我想现在应该是对“建造、构筑”进行重新认识的时候了,只有这样我们才能从结构的思考中领悟到新时代的世界观。73

陶器浩一74的这段文字,道出了在建筑中面对作为外因技术代表的结构,应该如何去直面当代的现实,进而来思考随之而来的那些结构在当代所面临的问题。对此,陶器归纳道 :

①在可能性的极大化之中,如何来确立我们的立脚点?

尽管建筑必须是合理的和功能的,但是这样的定义会随着时代以及社会而改变。在技术进步的同时,建筑在可能性的不断扩展之中如何找到自己的立脚点呢?

②在不确定性的最小化之中,结构拥有的主体性是什么?

结构是伦理的同时,作为其根源的科学技术也是时常与不确定性相伴的。预测精度的不断提升使得总体上的不确定性在不断地极小化之中,技术是否会由于领域的变窄而丧失包容力呢?另外,这种不确定性的缩小,在前提的要求条件改变时,是否会成为海市蜃楼呢?在这样的变化之中,结构者所应该具有的主体性到底是什么呢?

③任何时代都不变的是什么?

即便时代及社会不断改变,不变的结构理性果真有存在的可能吗?我想在这里有必要再一次回到建筑的历史中,结构曾经具有的价值。进而来思考构筑这一内容的本质。75

的确,在当代这个技术无所不在,无所不能的时代中,在形态的观念面临不断地被刷新的现实面前,结构曾经支撑着建筑形态从古至今,如今这个曾经的“形态之本”,是否依然能够在巨变的时代演进之中再次独善其身呢?

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。

图2.34 东大寺南大门 剖面

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79归纳道 :

图2.35 法隆寺五重塔 剖面图

(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。

(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。80

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。

其次是轻薄性,首先表现在结构型材的纤细上。“强梁弱柱”的横向型发展历程是自日本中世开始的。一方面建筑样式演变的重心从原先的寺院公共建筑转向住宅,另一方面日本的传统文化不仅是在诸如文字、绘画、音乐这些精神领域,更在建筑、城市等物质建造领域也开始自我发展。在这一期间原先的木结构形式也开始摆脱竖向型的中国大陆影响,更加适合自身风土人情的、物质限制的、生活方式的以及形式观念的木结构形式的出现是必然的结果。“强梁弱柱”必然会导致原先大径木柱的纤细化。据JAS(Japan Architectural Standard)中“过往木造构法”对型材尺寸的规定中可见一斑。除此之外,我们从日本的《建筑基准法施行令》中有关传统木结构建筑“柱截面的最小半径”可知,日本传统木构中柱间距L与柱径比在L/33~L/22之间。这仅是古希腊帕提农神殿柱间距与柱径之比(约L/2.2)的1/15~1/10,也是同样采用木结构的故宫太和殿中间最大跨矩与柱径之比(约L/7.2)的1/4~1/3(图2.36)。柱的纤细化一方面是因为传统日式住宅的生活方式仍然保留了“席地”的方式,这与受西方“胡床”传来的影响的中国大陆住居生活方式在尺度感觉上有着很大的不同,因而造成了日本住宅空间在纵向上的高度明显小于西方和中国大陆。柱子长度上的缩减,进而使得柱径尺寸缩小和纤细。另一方面也是由于客观的台风、地震等横向灾害防患意识影响使然。柱的纤细化导致木结构上明显的变化就是,为了保证结构架构在整体上的可靠,势必需要在横向的拉结上给予增强。这便是“强梁”出现的根源。“强梁”并非是在纤细的“弱柱”之间架设粗壮的大径木梁拉结。一来是由于中世日本的木材资源并不丰富,大径木材的使用已非易事。二来横向大径木梁与纵向纤细柱子之间刚度比的悬殊势必会在水平荷载突然作用时造成冲击破坏。因此,日本传统木结构中的“强梁”是通过多道纤细的横向通长连梁,也就是“贯”的拉结来实现的。纤细的柱子与纤细的横梁在纵横方向上的交叉连接,构成了日本传统木结构独有的轻薄形象。也正因为水平抵抗的意识远远高于竖向支撑,因此,早先由中国大陆传来的、以竖向支撑为主要结构机能的“组物”(斗拱)消失于中世的住宅木构之中应该是必然的。木材资源的限制、住宅功能的要求以及灾害发生时对人员次生灾害的最小化等,这些原因也都进一步地促成了纤细化的日本传统建筑朝更加透明的轻薄性演进。

图2.36 江户城本丸大广间、故宫太和殿、希腊雅典卫城帕提农神殿 柱跨比较

图2.37 中山家与水平力土壁抵抗

在此基础上,水平抵抗意识也随着社会生产力的发展不断提升,那些在古代寺院建筑中已有的水平抵抗结构技术也进一步地在木架构的体系中不断完善。这其中最重要的一点就是原来作为水平抵抗机制的结构构件本身也被作为竖向支撑的构件。水平抵抗只是在水平荷载作用的那一瞬间发挥作用,即通过“可动性”的位移机制来形成耗能抵抗。竖向支撑与水平抵抗被集约在同一构件,构件本身既受压,又需要随时承受水平荷载的弯矩作用,这就使得结构构件在纵向与横向上都必须具有足够的刚度。然而,这样既耗材,结构传力的效率也不高。随着中世以后结构构件朝向纤细化发展,水平抵抗的方式也变得更加效率化和专门化。原先被集约在同一结构构件上的竖向与水平抵抗被分解为以竖向支撑为主和水平抵抗为主的两组构件。正如增田一真对日本传统木构法特点归纳中的“强度型与黏滞型”所述,土壁的强度保证了横向抵抗时足够的刚度,因此竖向支撑多数为一层木构住宅的柱子才有可能变得纤细(图2.37)。这种将竖向与横向抵抗分别对应于不同结构构件的方式也是当代日本建筑抗震设计的基本思路。土壁与细柱的传统住宅样式与近代日本结构抗震中出现的抗震墙(剪力墙)在本质上并没有大的区别。由于传统住宅样式中作为横向抵抗的土壁主要是依靠面内剪力来抵抗水平荷载的,平面上横竖方向的合理布置即可形成有效抵御。因此土壁墙体本身并不需要很厚(与其长度、高度相比),整体上土壁呈片状。纤细的立柱与横梁,加上片状的土壁,以及由此可能形成的大的门窗开口部,日本传统木结构的轻薄性在水平抵抗意识之下被空间化地展现出来。为此,增田一真对日本传统木构法的特点总括道 :

传统木构法的最大特点是通长的贯与契物将所有的柱进行横向的拉结,相互之间咬合而形成立体架构。立体结构的特征是所有的部分都参与抵抗,在很多场合都是应力的分散型。由此,才可以避免柱子承受过大的张拉力集中等这样的现象。81

增田认为“立体架构”是日本传统木构法最大的特点。而“立体架构”恰恰是将水平抵抗与竖向支撑一并考虑的结构体系(图2.38)。可以说水平抵抗意识是日本传统木构法有别于其他木构法体系的特征之一。

从古代的法隆寺五重塔的应力分散开始,“大佛样式”之“贯”传来后其本土化的演进,及至近代化之后开启的对抗震、隔震的研究,当代的这些结构技术又被重新投射于建筑的形态。从古至今,显然日本的建筑形态始终没有脱离出水平抵抗的意识范畴。

图2.38 平面架构与立体架构

2.2.3 抗震

1894年的浓尾地震不仅开启了日本地震灾害的调研,也宣告“洋风样式”砖砌结构的终结,以及钢骨补强砌体到钢结构、钢筋混凝土结构,以及日本独有的钢骨混凝土结构(SRC)的转变。它将日本近现代结构技术的发展深深烙上了抗震的印记。从日本传统以“贯”的横向连接开始,由此摆脱了自飞鸟时代带有浓重中国大陆痕迹的木构样式 ;从明治维新之后“全盘西化”的西方结构技术的导入,到对结构抗震的独特发展轨迹,一直以来的由水平荷载而来的某种技术潜意识一直是日本结构技术发展当中不可或缺的重要因素。

日本之所以没有像中国、美国那样将建筑设计和结构设计完全脱开,是因为它一直处于与自然灾害对抗的状态,传统和当代都告诉我们,建筑必须与设计、设备、结构等技术结合,通过技术手段来抵抗台风、地震、海啸的侵害。所以于古于今,建筑与技术一体化的思想都是日本建筑不可或缺的。82

自明治维新到明治末期,建筑结构的类型和计算大部分都是从欧美输入日本的,但自大正时期开始的结构抗震却是由日本以自身独有的理论与方式确立而来的,它的开始缘于1915年佐野利器83的《家屋抗震结构论》。佐野在这篇工学博士论文中首次提出了“地震烈度”的概念,并由此使得结构抗震的计算与设计有了可以依据的标准。“地震烈度”概念在1924年的法规中开始作为日本的抗震设计标准被采用,并在日本之外的各国一直沿用至今。《家屋抗震结构论》不仅是世界上第一本关于抵抗地震力作用的结构论著,也是日本对近代欧美结构理论与技术输入的休止符。同年,内田祥三84在《建筑杂志》上发表了《钢筋混凝土梁计算图表》,进而1922年内藤多仲85也在《建筑杂志》上发表了《架构抗震结构论》。佐野、内田及内藤的这些抗震结构论主张的中心是用混凝土将钢结构骨架包覆起来,以及发挥钢筋混凝土墙所具有的斜撑的效力。其主张将抗震墙斜撑效力作为横力分布系数加以量化,并将其导入框架抗震计算之中。他们的这些主张无疑奠定了之后日本抗震工学的基本方向。不仅如此,佐野利器等将这些结构抗震的研究迅速推向工程实践,为此,这些结构抗震理论也像《钢筋混凝土梁计算图表》那样,将作为解决方法的计算图表、数表以口袋书的形式向建筑技术人员推广,进而被当作为规范及标准使用。1926年建筑与土木两学会成立了权威的“关于混凝土的委员会”;1929年日本建筑学会颁布了《混凝土及钢筋混凝土标准图集》;1921年土木学会发表了《钢筋混凝土标准示方书》;进而1933年日本建筑学会颁布了《钢筋混凝土结构计算基准案》。这一系列的法规和法案,将佐野利器们的结构抗震研究与理论以规定的形式给予了确立,基本上奠定了战前日本建筑结构的基本原则与标准。

1950年代,日本在战败的惨痛记忆之中又开启了之前一系列抗震结构设计的征程。受当时美国抗震技术基准的刺激,日本开始了解地震荷载的动态捕捉方法。1950年强震计研发而成,有关地震的大型实验室也开始在各处出现。除了这些硬件之外,杆件终极强度及变形能力问题等针对极限耐力问题的研究也受到积极的关注。地振动与结构杆件动态解析的一系列抗震研究得以开展。应该说这些关于地震力与抗震问题的研究填补了战前与战后结构技术发展之间的鸿沟,也为之后至今的日本结构抗震设计奠定了研究与实践的基础。

经历了1960年代轰轰烈烈的结构表现主义阶段之后,1968年日本第一栋高层建筑“霞关大厦”竣工完成,它不仅创立了高层建筑的核心筒结构形式,其“芯柱”结合外周柔性框架的抗震方式也是对“法隆寺五重塔”的再现(图2.39)。以1970年后相继在日本发生的大分地震(1975年)、宫城地震(1978年)为契机,日本的抗震设计在专业化方面取得了长足的进步。作为成果,1981年新的抗震设计法规颁布实施,其不仅对强度,还针对固有周期、韧度给予评估,还将高层建筑之外的一般建筑物也划归为抗震设计的范畴之内。在这一法规和相关研究的推动下,1983年“八千代尤其其卡式隔震住宅”(图2.40)采用首创的积层橡胶隔震装置成为日本最早的隔震设计建筑。这是自“旧帝国饭店”之后,隔震这一当代抵御地震灾害的措施真正有意识地被应用于建筑物之上(图2.41)。由此也标志着日本的结构抗震从计算、测量进入到构件防震、隔震、控震的新阶段。由赖特设计的“旧帝国饭店”在1923年的关东大地震中幸免于难的原因被认为是由于在基础摩擦桩持力层上部推挤了约20米厚的淤泥层。正是这些淤泥层吸收了地震的振动能量,才使得建筑物得以保全。1986年由日建设计(Nikken Sekkei)完成的“千叶港塔”(图2.42)采用了TMD制振装置成为日本最早的隔震结合控震设计建筑。这些在隔震与控震方面的成功尝试也正式揭开了随后日趋普遍化的日本当代隔震设计的大幕。

以1995年的阪神大地震为契机,结构隔震技术开始普及化。1998年,对柯布西耶当年的作品“国立西洋美术馆本馆”(1953年)的保存及隔震改建的成功,标志着当代抗震技术的一次突破(图2.43)。隔震技术的成熟也促使其之后成为住宅的抗震通用措施。大量化的运用也使得隔震技术的造价成本大幅下降,这样的良性产业循环使得隔震成为当今日本建筑抗震中不可或缺的组成。

图2.39 霞关大厦 结构

图2.40 八千代尤其其卡式隔震住宅立面

图2.41 旧帝国饭店 浮基础

图2.42 千叶港塔 剖面

当代日本建筑结构已经从抗震发展到隔震与制振技术。隔震以分布于建筑物结构位置的不同分为基础隔震、中间层隔震、顶部隔震以及全方位立体式的三维隔震 ;制振技术目前还主要集中适用于公共建筑中,主要包括主动式制振、被动式制振和半主动式制振三类(表2.1)。

图2.43 国立西洋美术馆本馆 剖面

2.2.4 材料

结构技术的进步离不开结构材料的发展。首先是钢,在传统的铸铁、炼铁、钢、不锈钢的基础上,当代的结构钢材不仅出现了强度大幅提高的高强度结构钢,还有应对复杂气候条件和提高耐用性能的耐候钢、可以承受高温的耐火钢。同时,经过特殊热处理的调质钢可以具有极高的抗拉强度。除了材料性能上的提升之外,当代的结构钢材在加工制造能力的飞速进步下,已经可以被加工成更加丰富多样的形状,用以适应更多不同用途的需要。除了既有的压延成型的工字钢、扁钢和槽钢外,钢板、钢管、螺纹型钢也已经被广泛采用,厚壁圆钢管、厚壁方钢管以及热成型方钢管也可以一次加工制造。此外,像铝合金那样一次成型的钢型材的制造也已经可以实现。而铸铁方面通过“热压”法可以将铸钢及铸铁压制成任意的自由形状。而压型钢板和高强度钢索、钢筋更是广泛应用的成熟产品。不仅是在钢材的压制和锻造技术上,在加工技术上的飞速发展使得结构钢材料能够更好地实现打孔、切割、弯曲、施加应力、咬合、旋转等,NC数控机床(Numberical Control)的激光切割加工可以实现人工无法做到的高精度和效率化,并可以实现三维加工操作。这样的加工方式大大拓宽了钢材料作为结构部件的形状范围,更加容易实现曲面和流线型的型材部件的制作,因此对于当代结构形态的贡献是巨大的。在钢材的连接上,强度更高的摩擦性高强度螺栓和更好地控制收缩变形的热处理焊接技术使得钢结构较之以往具有更轻巧的外观。而传统的工字钢和两面钢板叠合在一起的夹心钢板作为工厂预制成品材在楼板和墙板整体化使用中显示出更为出色的受力性能。在材料性能、型材制品、加工技术、连接方式和复合化方面,当代的结构钢材料为当代钢结构形态的丰富性与可能性提供了坚实的基础。

表2.1 日本当代抗震技术一览

其次,钢筋混凝土材料在当代也在努力地克服抗拉能力弱和现场施工水准导致的品质控制问题。为此,更多的混凝土制品被研制和开发。比如高流动性混凝土在浇捣困难的钢筋密集处可以有效地保证内部的密实度要求;超高强度混凝土的出现,使得超高层建筑的钢筋混凝土结构成为可能,这是因为在结构强度不变的情况下,结构自重被减轻的缘故。同时,原先的高强度混凝土在硬化时,由于内部气泡减少而提高密实程度的方法,在混凝土遭遇火灾等高温灾害时出现的内部水分气化膨胀导致混凝土结构爆裂的情况,也由于近年来通过增加尼龙纤维组织对水分有组织导出的措施而得到了改善;而纤维增强混凝土由于在混凝土中添加入合成纤维(PFRC)、钢纤维(SFRC)、碳素纤维(CFRC)、玻璃纤维(GRC)等,使得混凝土的附着性和韧性大大增强,耐摩擦能力和耐热性能也大为改善。玻璃纤维混凝土GRC通过玻璃纤维的补强作用,使得混凝土的抗弯性能、抗冲击性能、韧性变得十分优异,可以作为外装挂板使用。此外,加入了超高强度的纤维微粒粉的增强型混凝土其抗拉和抗压性能堪比钢材,同时还具备了钢材所不具备的耐盐、耐摩擦、耐候、耐火等性能,在钢材不宜使用的地方被作为钢材的替代品使用。空腔混凝土可以用于建筑改建,也可用于需要复杂形状的结构。轻量化、均衡化和全能化,当代的混凝土技术正在试图将混凝土从作为砌体人工替代品的抗压材料变成为普遍性的结构材料。

既然能够将原来只能抗压无法抗拉的混凝土转变为抗压抗拉皆能的材料,也就意味着当代技术对于原本性能单一的材料的改造有着巨大潜力,这一点从当代的木材上能够更加清晰地感受到。作为自然界中的有机材料,尽管木材曾经是人类建筑结构史上的主要材料,但是由于有机材料的耐久性,尤其是异方向受力的不均衡性,木材在建造结构上的作用随着人类社会和文化的进步在很大程度上受到限制,进而在产业革命的钢和混凝土材料的出现后退出结构材料的主要舞台。当代对于木材的再度使用显然是看中了木材所具有的亲人性质感和促进环境良性循环的环保特点,同时也是基于上述木材的诸多缺陷已经可以通过当代的技术给予完善的前提之下的。同传统的自然原木加工成木料和部件型材的方式不同,为了克服木材的异向性受力不均衡,减少性能缺陷,保证强度,对选用的木材、木料进行有针对性的遴选,通过将不同木质进行细分并在不同方向进行叠合,制作成“工程板”(Engineer Ground)来使得木构型材具有各向均衡性的特点。“工程板”根据木质本身的节、原木径大小、目视等级和年轮等进行机械强度等级分类,按照不同的强度和使用类别可以分为集成材(Glued Laminated Timber)、单板积层材LVL(Laminated Veneer Lumber)、PSL(Parallel Strand Lumber)、LSL(Laminated Strand Lumber),以及类似于工字型钢的I型木质复合梁、通过单板LVL在纤维方向直交叠合的结构用胶合板、三夹或五夹板OSB(Oriented Strand Board)、木屑板MDF(Medium Density Fiberboard)、通过注入化学防腐剂从而具备耐候性能的防腐木板、内置工字型钢、扁钢或角钢的耐火集成材等。这些经过工程技术加工后的“工程板”极大地丰富了结构木材料的种类,提升了木材在结构强度和极限环境下使用的范围。在接合与使用上,由于性能的大幅提升,当代的“工程板”木材大大突破了原来木材榫卯、钉接的传统方式。积层式类似于传统的干阑法将木材层叠在一起,通过小截面木构件层叠堆积,将大的荷载分散化的方式已经被较多地利用于支撑屋面的屋架构件中。直接以面的方式作为结构与围护一体化使用的木面板也并不罕见。此外,通过木材纤维方向的弯曲性能,将板状面材弯曲成木薄壳的方式近年来也被用于工程实例之中。这些木材连接和使用的新方式不仅极大地改变了人们对木材既有的理解,还拓展了木材之前未曾被激发的潜能。

图2.44 “东京国际会议大厦”地下铁出口全玻璃雨蓬剖面

除了传统的钢、钢筋混凝土和木材这些结构材料之外,一些原来因为强度性能或加工水平无法达到结构材料标准的材料也在当代技术的飞速进步中突破原先的瓶颈,进而成为当代新的结构材料。铝的比重为2.7,仅是铁的约1/3而被认为是轻金属材料。其弹性模量为70GPa,强度也仅为铁的1/3~1/2,在强度方面只能承受钢结构的大概一半左右的荷载。但是由于铝材具有优良的延性使其压延加工方便。此外铝材的热导性能优异,常被应用于热环境装置中。尽管如此,在当代材料技术的推进下,铝材的强度已经较以往得到了大幅的提升,JIS(Japanese Industrial Standards)中压延材的5000系和6000系以及铸材的AC系(铝型材系)已经可以作为结构材料使用。此外,在铝材的加工方面,压延材的最大断面已经可以达到外接半径600mm程度,已经可以达到小型建筑结构材料大小的标准。2000年之后,铝材结构的小规模建筑已经开始在日本出现。

随着人类日益增加的透明性追求以及当代技术能力的提升,作为结构材料的玻璃也应运而生。与普通玻璃抗弯强度50MPa的标准相比,倍强度玻璃的抗弯强度可以达到80MPa,经过表面强化处理的倍强度玻璃的抗弯强度更可以增强到140MPa,达到普通玻璃3~5倍。同时,当代的加工技术已经能够轻松地对玻璃进行切割、钻孔、弯折。特别是玻璃边缘已经可以实现精确的折边加工,进而可以方便地实现金属连接件的插入。原先倍强度玻璃或强化玻璃在经过强化热处理之后就无法进行切割、钻孔等加工,而现在随着化学强化玻璃的出现,在需要时可以实现随时对玻璃进行切割和钻孔加工,使得玻璃获得了更灵活的建造能力。同时,玻璃经过加热软化可以实现自由曲面成型加工,成型之后的曲面玻璃依然可以对其进行强化处理增加抗弯能力。单方向的曲面加工目前可实现的最大尺寸为3m×9m,双向曲面的加工玻璃也已实现。玻璃的接合目前还是需要依靠缓冲柔性材料作为衬垫,整体的结构强度和刚度受接合部位的影响较大。即便如此,1996年由“构造设计集团”(SDG)86设计的“东京国际会议大厦”地下铁出口全玻璃结构雨篷(图2.44),则无疑展现出当代玻璃作为结构材料的巨大潜力。高约5m,宽度4.8m的悬臂式雨篷出挑10.8m之多。由长向平行的三列玻璃肋支撑的20片透光玻璃板的整个雨篷,仅在玻璃肋夹片处使用了少量的金属构件,其余无论是结构型材还是覆盖材料全部使用了玻璃,使它最终成为一个浓缩当代技术结晶的透明物质象征。

不仅像铝、玻璃这些曾经的结构材料旁观者成为参与者,纸、塑料等这些原先被认为是非建筑的材料也已加入建筑结构材料的队伍之中。即便是它们尚需与现有的结构材料结合才能作为结构材料来使用,我们还是可以预期当代的技术已经有能力将结构材料变得前所未有的多样化。尽管新材料取代既有材料来对建筑的结构形态产生影响尚需时日,但星星之火的能量是毋庸置疑的(表2.2,表2.3)。

2.2.5 解析

增田一真在“结构技术的体系”中罗列的结构设计的构成因子中包括结构模型、数值解析、微分方程式、矩阵法、动力学、有限元要素法以及涉及特殊应力的扭应力、三维应力、接合应力、集中应力、塑性力学、预应力等,这些都可以认为是属于数理解析范畴的(表2.4)。

当代结构力学的数值解析是在20世纪初开始的线性解析逐渐向着二维、三维及曲化方向的“大跃进”发展而来的。在计算机技术的强势介入下,无论是解析的速度还是复杂程度上,当代的结构解析都已经和早先不可同日而语了。首先是对工学现象的解析,原先需要耗费大量人力物力及时间的复杂方程式甚至是不敢轻易涉及的离散系、非线性的解析对于当代计算机技术而言已经不是问题。而这也是助长当代结构形态无所不能意识的根源。从作为物质材料的物理现象到成型架构的可靠性,可以通过以离散系为基础的当代解析方式,以有限要素法、境界要素法、数值积分法(振动)、不连续变形法和差分法等来进行解析(表2.5)。而有关结构部件和整体强度性能的解析,也已经变得更加完善和全面,涉及组成结构部件的各个方面。部件从荷载到界面确定包括了荷载计算、杆件刚度计算、应力计算、截面确定和水平荷载应力计算。而对整体结构架构的解析包括一般结构解析、抗震诊断解析(专门解析)、模型解析、特殊解析以及地震风险评价(表2.6)。结构荷载解析发展的标志是1998年对近千年以前平安时代的“平成宫朱雀门”的复原再建。古代传统木架构的受力机制已经可以通过计算机的解析能力验算及模拟(图2.45)。

表2.2 结构设计与材料

表2.3 日本当代结构材料一览表

表2.4 结构解析体系

表2.5 结构物理解析流程

表2.6 结构计算程序分类

图2.45 “平成宫朱雀门” 解析

事实上,结构力学除了数值解析之外,更重要的是对组合形态的确定。渡边邦夫将荷载论、物理学、解析学、几何学和安全率论划归为“力学”的范畴87(表2.7)。这其中,荷载论是结构数值化的核心,包括了微观的结构部件材料受力机制的数值化和架构型式受力机制的数值化,这些内容都需要物理学与解析学的介入才能够得以完成。同时,安全率论也涉及了结构架构整体的安全性的数值化分析,也可以同荷载论、物理学和解析学一齐归为力学的解析部分。除此之外的几何学则是基于几何形态范畴对结构部件形态以及整体形态的确定。它与纯粹抽象的数值计算不同,是能够建立起具象物质形态的途径,并在解析的数值化的辅助下对最终形态进行调整的基础。我们通常意义上所说的“建筑结构选型”就是将已经得到确认的常用几何稳定形态作为通用标准化的选用方式。几何形态是否成立与荷载抵抗机制的作用行为有关。它是在保证平衡与安定、应力度、变形图、力传递与能量这些要求的基础上获得的。随着当代计算机技术的突飞猛进,力学几何形态也在不断地突破既有的类型范畴,正在不断地发生着前所未有的变化。它们已经形成了基于计算机技术的,当代可视化解析的重要基础。

在从机器文明进入到信息文明的大背景下,当代的几何包括了以参数设定为基础的轨迹几何、具有周期变化特征的配列几何、以尺度相似为特征的分形几何、更高维度的投影几何、以模仿自然规律为特征的从属几何、以抽象环境状态为特征的环境几何,以及对极端状态和生物现象进行规则化的模拟几何,等等。这些当代的几何无一例外地都不是以人类精神为化身的观念图形,而是人类从了解自身到理解客观世界的认知开化之中,逐渐获得的工具原形,都是以客观世界的现象作为考察对象的。因此,当代几何是基于环境互动下的复杂图形,它与仅需镜像、旋转、平移等简单操作演绎而来的古典几何及近代几何有着天壤之别(表2.8)。由于当代几何的复杂性、流动性、多样性以及开放性的特点,也导致了不凭借外力,人类甚至已经无法完成对图形的操作与控制。因此,当代几何的出现是与计算机的高度解析和图形化技术的能力密不可分的。换句话说,当代几何中的当代性正是凭借计算机技术才得以出现的。从曼德布罗特88基于计算机技术对分形几何的图形化演算开始,数字可视化技术正式进入到人类的形态设计领域之内。可视化的解析不仅将原先结构解析“输入/输出”的暗箱变为透明,它还能够实现人类事先无法预设的形态。因此,基于当代几何的计算机可视化为人类提供了形态设计的新选项。无疑,这一新选项也将原本从形态预设、架构设计到构件与整体结构受力解析的形态设计流程转变为参数设定、形态可视化解析、形态选择。其中,解析的程序由于可视化的介入而被提前了,使得它能够与解析同步完成。完成形态结构的可视化解析需要凭借专业的计算机图形软件。它们大致可以分为“信息传达软件”和“工程解析软件”两大类。其中“信息传达软件”还可以分为CAD软件和3DCG软件,而“工程解析软件”分为解析软件和数值验算软件。CAD软件与3DCG软件可以在三维模型上进行数据交换;解析软件与数值验算软件可以通过计算数据进行交换 ;而“信息传达软件”和“工程解析软件”可以通过DXF文件格式进行交换(表2.9)。

表2.7 结构设计构成因子

表2.8 几何的发展

表2.9 形态软件与结构的关系

2.2.6 架构

“架构”一词在《辞海》中有两条解释 :一是指间架结构,二是指构筑、建造之意。日语“架構”在汉字上与中文的繁体字是完全相同的,并且意义也是较为接近的。它们都是指与砌筑结构及墙体承重结构相对,具有灵活性与跨度方向自由性的结构,多指梁柱式框架结构物。显然,“架构”的意义同森佩尔89关于建筑形式起源中“切石法”(实体结构)与“筑造法”(杆系结构)相区别的观点也是非常接近的 90。甚至在某种程度上,“架构”可以被认为是等同于建筑形态的。如果再进一步就字面意义分析“架构”的话,除了上述框架结构的含义之外,“架”即“间架”意味着“跨度”的含义。“间”是“距离”的意思,表示出“架”在一定物理方位上的大小 ;同时“架”本身是由“加”与“木”组合而成,即木材叠加之物。由此可见,“架构”一词既包含了结构物体的组成,也含有结构物所限定的空间之意,即“结构”及其“空间”。因此,架构是物质形态与空间形态的结合,它包括了结构技术所涉及的材料、力学及其几何形态的诸多方面。尽管我们并不能将架构视作为空间本身,但不容置疑的是,架构空间的性格能够在很大程度上影响建筑的空间表现。

佐佐木睦朗认为建筑结构始于人类开始定居生活的新石器时代,在与自然的对话中人类逐渐熟悉材料与建造奥秘,形成了两种不同的结构起源。一是由杭居、树居的原始人通过对森林与树木的观察所形成的由四根柱子上立三角屋架的“原始小屋”(Primitive Hut,图2.46);而另一种则是由洞穴居的原始人通过石材和粘土所还原的墙壁屋面一体式的曲面覆盖。如果说原始人所建造的这些结构原型还不足以称之为建筑结构的话,那么古希腊梁柱式的帕提农神殿可以看作为对应于“原始小屋”,而古罗马穹隆式的万神殿则是“曲面覆盖”的开始91(图2.47)。线性与面板这两种架构形式沿着各自的线索在结构技术的发展史上延续了下来,各自之间相互竞争的沉浮构成了我们所见的样式变迁。当20世纪初叶现代主义落脚于线性的梁柱架构之时,薄壳也终于实现了万神殿跨度覆盖的历史超越。在细分、流动、抽象的时代观念演变以及技术进步之下,架构也在不断地向着越来越轻、越来越薄以及越来越精密的方向进化。这就如同是日本从中国大陆粗犷的木架构逐渐演变出轻薄的自身架构特征一样,从近代到当代的这种演化也跟技术的飞速发展一样同步。

图2.46 Primitive Hut

图2.47 万神庙结构

现代主义的普遍性明确无误地表现在其类型化上 :均质的人工材料、刚性节点以及正交框架。包括建筑在内,小到日用产品,大到城市规划,“型”都无一例外地将现代主义的创造置于其控制之下。经验被“型”置换为选择的便利,却在本质上是将设计从主导滑落至被动的一次倒退。个体绝对服从于整体的共同目标是现代主义普遍性的本质所在。换言之,现代主义“型”的意义在于对可能性进行限定,对意义的可控化。事实上,它被证明是工业化大量生产与利益最大化的最佳模式。

作为一种必然,结构的形态首先是对应于材料,混凝土的抗压、钢的抗拉、木的两面性等都使它们与“型式”一一对应。海诺∙恩格尔(Heino Engel)的结构体系即是如此。其意义在于将结构形态与抽象的受力机制相对应,将“型”与“力”建立起关联的系统92。增田一真的结构分类从构件与受力的局部入手,为从“型”到“形”的创造提供了可能。杉本洋文93在增田一真以构件形态与受力机制相结合的结构形态分类基础上,通过再加入“应力传递机制”的类型(单向与双向两类),进而获得了更多混合的类型94。尽管通过分类依据的不断增加,结构架构间相互组合产生的形态可能也会越多。但是,与“形”的无限可能相比,“型”的限定的可能性终究还是相形见绌的。那是因为“型”将连续变化中的可能性排除在外。针对于此,金箱温春95提出的“力流控制形态”将轴力、弯矩、剪力这些基本的结构受力都还原成轴力及其相关的转换。籍此在轴力、弯矩和剪力之间建立一套可相互转换的法则,在不同的转换过程中出现的便是各种不同的结构构件形态96。比如通过高度方向上的折边,简支梁的纯弯矩会逐渐减少,补偿轴力则会增大。随着构件变成为三角形、四边形……边角的增多,将会使原先的弯矩继续向轴力转化,最终将会变成为纯轴力作用下的拱。弯矩与轴力间的连续性变化与形态上的联动,这样的转换也同样适用于二维面及三维体(图2.48)的形态。从“型”到“形”,随着对架构形成机制的不断深入,连续性正在打破“型”的隔断,带来的是多样性的涌现。

图2.48 结构类型的分类

注释

1 矶崎新.建築における日本的なもの.东京 :新潮社,2003:11.

2 韩立红,1964—,南开大学外国语学院日语系教授,南开大学日语研究员兼职教授。

3 韩立红.日本文化概论.天津:南开大学出版社,2004:3.

4 叶渭渠,1929—,中国社会科学院教授,世界文明研究中心理事。

5 叶渭渠.日本文化史.桂林 :广西师范大学出版社,2005:287.

6 Shuichi KATO,1919—2008,日本评论家。

7 加藤周一.ハイブリッド文化.东京 :講談社,1974:31.

8 铃木博之. 現代建築の見かた. 东京 :王国社,1999:111.

9 韩立红.日本文化概论.天津 :南开大学出版社,2004.

10 Kojin KARATANI,1941─,日本哲学家、思想家、文学家、文艺评论家。

11 ダイアローグIV. 芸術と理念と.批判空間1993(10):341-351.

12 Norihito NAKATANI,1965─,早稻田大学教授,建筑历史学家。

13 中谷礼仁.国学·明治·建築家──近代「日本国」建築の系譜をめぐって. 东京 :一季出版,1993.

14 Shiro MIHASHI,1867─1915,建筑家,致力于推进日本家屋的改善。

15 Tadashi SEKINO,1867─1935,建筑史学家,东京帝国大学教授,致力于古建筑保护事业,著有《法隆寺非再建论》《平城京及大内里考》等。

16 Ubeiji NAGANO,1867—1937,建筑家。

17 Chuta ITO,1867—1954,建筑史学家,东京帝国大学教授,著有《日本建筑研究》《东洋建筑研究》等。

18 土居義岳.言語と建築 建築の批判の史的地平と諸概念. 东京:建築技術,1997:153。

19 Junzo SAKAKURA,1904—1969,建筑师,日本近代新和风样式的先驱之一。

20 帝冠样式是昭和初期在日本流行的、以钢筋混凝土建造的拥有日式屋顶的现代建筑,是一种和洋折衷的建筑样式。

21 Augustin Berque,1942—,法国地理学家、东方学家及哲学家。

22 土居义岳(Yoshitake DOI),1956—,九州艺术工科大学教授,建筑史学家、批评家。

23 渡辺邦夫.自然界にみる構造形態.構造技術2005(12):116.

24 Kunio WATANABE,1939—,建筑结构设计家,构造设计集团(SDG)主持。

25 Mutsuro SASAKI,1946—,建筑结构设计家,法政大学教授。

26 佐々木睦朗.フラックス∙ストラクチャー.东京 :TOTO出版,2005:185.

27 [日]川端康成.我在美丽的日本.叶渭渠译.石家庄 :河北教育出版社,2002 :15.

28 Yasunari KAWABATA,1899—1972,日本第一位获得诺贝尔文学奖(1968)的作家,代表作有《伊豆的舞女》《雪国》等.

29 韩立红.日本文化概论(中文版).天津 :南开大学出版社,2004:34-35.

30 Hiroshi NAKAMURA,1974—,建筑师。

31 中村拓志. 微視的設計論. 东京 :INAX出版,2010:6-9.

32 马场璋造.从抽象到具象.郭屹民译.domus China ,2007(1):79.

33 井上充夫.SD選書037日本建築の空間.东京:鹿島出版会,1969:143.

34 Mitsuo INOUE,1918—2002,建筑史学家。

35 同33:124.

36 篠原一男 :住宅建築.东京 :彰国社,1964:44.

37 Kazuo SHINOHARA,1925—2007,东京工业大学名誉教授,建筑师。

38 Takashi MURAGAMI,1962—,艺术家。

39 村上隆. DOBSFふしぎの森のDOB君. 东京:美術出版社,1999.

40 Hironori AZUMA,1971—,日本思想家、小说家、学者。

41 東浩紀. 広告1999(11/12).

42 五十岚太郎. 現代建築に関する16章 空間、時間、そして世界. 东京:講談社,2006:163-164,166.

43 Taro IGARASHI,1967—,东北大学准教授、建筑评论家、建筑史学家。

44 太田博太郎. 日本建築史序説.增补第二版. 东京 :彰国社,1996:3.

45 塚本由晴.「小さな家」の気づき.东京 :王国社,2003:166.

46 Yoshiharu TSUKAMOTO,1966—,东京工业大学准教授,建筑师。

47 Momoyo KAIJIMA,1969—,筑波大学准教授,建筑师。

48 同8:28.

49 坂牛卓. 建築の規則 現代建築を創り∙読み解く可能性. 东京:ナカニシヤ出版,2008:168.

50 同33:240.

51 奈良县斑鸠町的法隆寺所藏的飞鸟时代(公元7世纪)的佛教工艺品,因其装饰使用了玉虫的翅膀而得名。

52 同33:248.

53 Shusaka ARAKAWA,1936—2010,艺术家 ;妻Madelin Gins,1941—,艺术家、建筑师及诗人。

54 Atelier Bow-Wow,由塚本由晴和贝岛桃代于1994年创立的建筑设计事务所。

55 Atelier Bow-Wow. The Architectures of Atelier Bow-Wow: Behaviorology. NewYork:Rizzoli,2010.

56 Wajiro KON,1888—1973,早稻田大学教授,日本生活学与民俗学家。其在1927年创立了考现学(Modernology,the study of modern social phenomena),是在确立场所和时间的基础上对其时的社会现象通过表象及风俗的分析来解明的学问。

57 Henri Lefebvre,1901—1991,现代法国思想大师,也是西方学界公认的“日常生活批判理论之父”“现代法国辩证法之父”、区域社会学、特别是城市社会学理论的重要奠基人.著有The Production of Space.(translated by Donald Nicholson-Smith), Wiley-Blackwell,1992。

58 [日]黑川纪章.新共生思想.覃力等译. 北京 :中国建筑工业出版社,2009:vi .

59 Kosuke TSUMURA,1959—,艺术家、设计师。

60 参见五十嵐太郎. 現代建築に関する16章 空間、時間、そして世界.东京 :講談社,2006:251-254,指介于透明与反射之间,或两种现象兼而有之的状态。

61 Shin-ichi OKUYAMA,1961—,东京工业大学教授,建筑师.

62 坂本一成.建築を思考するディメンション 坂本一成との対話.东京:TOTO出版,2002:152.

63 Jun AOKI,1956—,建筑师。

64 Junya ISHIGAMI,1974—,建筑师。

65 スラヴォイ∙ジジェック著(鈴木晶訳).斜めから見る 大衆文化を通してラカン論理へ.东京 :青土社,1995:5.

66 Nobuaki FURUYA,1955—,早稻田大学教授,建筑师。

67 “结”表示“系、聚、收束”,而“构”古字作“構”,表示“组成、组合、造”等。“構”字还可以往前追溯到“冓”字,表示“金文象屋架两面对构形,本义为架木造屋”,《说文》卷四冓部。

68 中国社会科学院语言研究所编. 现代汉语词典. 北京:商务印书馆,2005:697.

69 大辞林. 东京 :三省堂書店,1995.

70 エイドリアン·フォーティー(坂牛卓,邉見浩久監訳).言葉と建築語彙大系としてのモダニズム.东京:鹿島出版会,2005:424-425.

71 同69: 425.

72 同69:424.

73 陶器浩一:特集主旨 構造、力、主体.建築雑誌2010(10):9.

74 Hirokazu TOKI,1962—,滋贺县立大学教授,建筑结构设计家。

75 同72:9.

76 Sadaie FUJIWARA,镰仓时代初期的公家和歌人。

77 中国大陆在宋代输出至日本的建筑样式。其特点是通高立柱和由通长的“贯”与“插肘木”组成的横向结构。

78 镰仓时代日本引入中国大陆的重拱后产生的样式,被史学家认为是禅宗在建筑上的反映。

79 Kazuma MASUDA,1934—,建筑结构设计家。

80 増田一眞.建築構法の変革.东京:建築資料研究社,1998:121-126.

81 同80:126.

82 周伊幸,郭屹民.应急建筑 仙田满访谈.Domus China 2011(5):92.

83 Toshitaka SANO,1880—1956,建筑结构学家,被誉为“日本建筑抗震之父”。

84 Shozo UCHIDA,1885—1972,东京大学名誉教授,日本建筑材料与构造学研究的先驱。

85 Tachu NAITO,1886—1970,建筑结构学家,高层建筑结构抗震研究的先驱。

86 Structure Design Group,由渡边邦夫创立于1969年的建筑结构设计公司。

87 渡辺邦夫.飛躍する構造デザイン.东京 :学芸出版社,2002.

88 Benoit B. Mandelbrot,1924—2010,美国数学家、经济学家,分形理论的创始人.

89 Gottfried Semper,1803—1879,德国建筑师、作家、画家和教育家。

90 [德]戈特弗里德·森佩尔.建筑四要素. 罗德胤、赵雯雯、包志禹译.北京 :中国建筑工业出版社,2010.

91 佐々木睦朗.フラックス∙ストラクチャー.东京 :TOTO出版,2005:22.

92 [德]海诺·恩格尔.结构体系与建筑造型.林昌明等译.天津 :天津大学出版社,2001:25.

93 Hirofumi SUGIMOTO,1952—,日本东海大学教授、建筑师。

94 長谷川一美.ハイブリッド構造の素材とディテール.建築技術1998(1):138.

95 Yoshiharu KANEBAKO,1953—,建筑结构设计家、日本建筑结构技术者协会(JSCA)会长。

96 金箱温春.力と構造形態.建築技術2005(12):112.