金贝尔美术馆 Kimbell Art Museum

似拱非拱

我的脑海中充满了罗马人的伟大思想,拱深深地刻在我的脑海里,即使我不用,它也总在那里随时准备着。拱似乎是最好的。我意识到,光必须来自一个最高点,最好在它的顶点。拱顶并不高,不是庄严肃然,而是与人的身体相称,我想到了家的氛围。”

Louis I. Kahn: Complete Work 1935-1974

拱顶是金贝尔美术馆给人的第一印象,也是路易斯康设计的出发点。为了光,拱顶被切开了,结构上它将无法成为拱。康也不希望它成为拱结构,因为开放的平面只能容忍柱子,而柱子和梁更配。准确地说康是选择了拱的形式而不是拱结构,结构师奥古斯特·科门丹特(August Kommendant)通过预应力钢筋混凝土技术实现了这一形式。

按照路易斯康的材料逻辑,砖说:“我想成为拱”,钢筋混凝土则会说:“我想成为你让我成为的样子!”。因为钢筋混凝土作为一种可塑性的混合物,具有隐匿受力逻辑的天性。

作为一个梁结构,拱壳跨度有104英尺(约32m)。与普通线型梁不同,跨中底部与支座端上部的拉应力沿着拱壳面呈曲线分布,通过布置反向弧线的曲线钢索,提供预应力得以平衡。受拉区的厚度浇得极薄,只有4英寸(102mm)。这种特殊的受力与形式组合,使得端部弓形的梁与万神庙剖面相反:拱顶厚,底角薄。

应力分分布图解(左);预应力钢绞线分布(右)
图源: L. Zurdo, M. Paz. (2013). An approach to patents of prestressed concrete in 20th Century’s architecture. 10.1201/b15267-128.

似梁非梁

西侧拱廊的端头,柱子、柱头与梁头清晰可读,梁头对位着拱顶底端一个细长的构件:截面只有200×500,跨度却有30米。这显然不是结构意义上的梁,而是形式意义上的梁,而结构上,它本身的自重在跨中都需要往上转递,借助于上部的预应力钢索。梁头在柱子上微微悬挑的关系,似乎在暗示着它只是一个假梁。

路易斯康对第一张结构设计图的反应是,边缘梁看起来太小了,不足以支撑这么长的拱顶。科门丹特的回应康:你的感受是正确的,是拱顶承载着梁,而不是梁承载着拱顶(Ford, Edward R. 1990)。

这让人联想起拉图雷特修道院走道窗户上的四个假梁头,下方是空心砌块,并没有柱,自身的荷载只能是往上传递,挂在了主梁上。 康和柯布西耶这两个细节似乎都是在追求秩序上的结构完型,而非受力上的结构完型。当技术发展到无所不能的时候,建筑的节点是不是更倾向于装饰?

西侧拱廊
© Jay Graham

非典型结构与空间体验

虽然受力不像典型拱结构或者悬索结构那样容易感知,但恰恰是这种结构与形式的非典型组合,带来了独特的空间体验。

由于结构与力的传递不可直接解读与感知,结构的物质性被减弱了,看上去似乎没有支座的拱顶,被光照亮后,轻盈得像飘在空中的丝绸。

如果路易斯·康是在与结构师的协作下无意为之,那石上纯也和克里斯蒂安·克雷兹则是在主动创造这种空间体验。在石上纯设计的神奈川工业技术大学工坊(KAIT Workshop)中,拉杆与压杆以同样的扁钢形式混合在一起,柱子像一片抽象的森林。

© Jay Graham

结构、光与身体尺度

结构是光的赋予者.
Structure is the giver of light.

与哥特的尖拱相反,金贝尔美术馆摆线拱的如锅盖一般扁平。宽度20英尺,高12-20英尺,小于1的高宽比让光变得触手可及,而不是从高空抛下。如果说罗马万神庙的圆拱、哥特式的尖拱追求的都是神的尺度,那金贝尔的摆线拱追求的是人的尺度。

施工图剖面
To Better Know a Building Kimbell Art Museum

Dom-ino与Monol

为拱代言的金贝尔美术馆,其实是一个有特殊屋顶的Dom-ino结构。与大部分梁柱板构成的“伪Dom-ino”不同,金贝尔美术馆楼板拥有平整的底面,采用了与勒·柯布西耶的Dom-ino体系类似的施工方式:模板留在了楼板里面与梁形成一个上下面都平整的厚板。

金贝尔美术馆的构成,很容易让人联想起勒·柯布西耶的另一个原型:Monol。Monol与金贝尔美术馆结构逻辑截然不同, Monol是真正的拱结构,墙承重。但两者都在探索用顶面定义空间的可能性。

图源: Ford, Edward R. (1990 & 1996). The Details of Modern Architecture.The MIT Press.
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