▲有機網格薄殼系統下的空間誕生。
在結構的思維中,懸吊的拉索與承受壓力的拱或許就像是陰陽兩元素、互為表裡
緊緊相扣,這種對應關係到建築空間中,也像是空間的虛實互相影響、更迭而生;因此神奇的結構魔力告訴了世人,如果原本懸垂的拉索是一種張力狀態,那麼對稱反轉的拱力學就是一種完全受壓狀態。

▲當拉索翻轉成拱時,應力會沿著一條壓力線流動,而載重也會隨著導向基礎支座,在此空間狀態下,因為主要受力皆會沿著表面應力線行走,因此構件的斷面可盡量地變小,而形成所謂的薄殼系統。
▲蘇俄工程師Vladimir Shukhov發展出一種Grid Shell的系統,不用板而用桿件去呈現薄殼這種拉壓力分佈的狀態,並認為有多種材料可以表現桿件薄殼的可能性。
其實,這樣自然界的結構原理處處可以在你我身邊發生,懸垂的張拉力與倒過來的拱壓力,就如同懸垂的蜘蛛絲與剖半的蛋殼,一種是受張力而緊繃的構造,而另一個則是讓薄殼在最小厚度下,所呈現出的最大空間。
正因為如此,世界中許多研究建築結構的學者們無不為這樣的系統與原理著迷,甚至希望這樣的原理能夠廣泛的用於建築空間中,本期的結構魔力正是台灣科技大學建築系助理教授蔡孟廷老師試著讓純受壓的拱原型,導出薄殼體系可視化的應力狀態,並試著讓力學流動用一種清晰的邏輯建構出來,這樣的思維正是由Vladimir Shukhov所曾作過實驗的基礎下去演所化出來的,因為運用了紙板材料的關係,可在薄殼體系中充分傳遞面內的應力;除此之外,因為結合了構件型態的轉變,讓原本純粹的薄殼空間顯得更加的不同。
▲嘗試用不同的構件型態來達成薄殼的空間思考方式。
▲透過紙板的面內應力讓傳遞力流發揮良好,換句話說,原本在薄殼中運作的力流似乎也藉著構件的型態有一種可視化的產生。

▲其中,方網格中若填入面構材則可有效對抗面內剪力的行為。
▲交錯方網格的構造型態。
▲透過構造的方式完成接點的研究。
▲將結構、材料、空間結合的紙建築。
▲從幾何單元出發的連接構想。
空間的趣味並不僅限於在或彎曲、或扭轉、或摺痕的立體造型美學,其中更重要得是尊重自然、呼應合理的力學原型與空間機能相結合的共鳴藝術,像這樣將力學流動狀態的方式用可視化的方式給抽離出來,或許也是一種新的空間答案,不是嗎?
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