结构的几何语言：闭合与延展

从几何的角度来看，闭合和延展原本是两种互相矛盾的特性。闭合是指首尾相连的、封闭的；延展是指延长伸展的、扩展的。但是，我们在这项结构研究中不断研究如何让闭合与延展两者并存——结构在闭合的同时，还要求能够继续连接扩展。

为什么要求结构能够闭合呢？因为普通的结构是没有形成闭合的，往往需要添加额外的约束才能使得不闭合的结构实现稳定。也就是说，不闭合的结构本体容易松散，会降低结构的稳定性。当然，结构的稳定性也取决于结构受力的方向以及结构插接的方向。这项结构以一种首尾相连、环环相扣的方式闭合，这有一点像联锁（interlocking）。这种形式可以在中国传统建筑中找到，比如孔明锁采用的技艺，以及《营造法式》和《工程做法则例》中经常采用的结构。

孔明锁

双槽草架侧样——《营造法式》

重拱——《营造法式》

在我们的结构中，结构单元能够在空间中互相支撑，一旦在多个方向上获得支撑和连接，结构的稳定性就会大大增强。

通过结构的研究，我们还发现基本单元在空间中形成闭合的方式可能是多样的。基本单元能够以不同的方式在空间中闭合，形成不同的结构形态。

延展扩展

闭合延展(www.xing528.com)

这种结构的基本生成方式是基本单元扩展成规模更大的闭合的稳定结构。这类规模大而且稳定的结构可以用成千上万的结构模块和单件建造，甚至不需要使用胶水或其他的粘连材料。

从我们搭建的结果来看，单元的闭合是分层级的，一部分同学的闭合在第二层级就已经显现空间延展的方式了。但是有些同学的结构需要到更高层级的组合单元才能显现出空间上的延展。那些需要更多闭合层级才形成固定发展方式的结构，会呈现出更加丰富的空间形态。但最终每个模型在空间中都可以三维无限延展。

第二层级显现固定的延展方式

第二层级显现固定的延展方式

我们研究的这种结构是变与不变的统一。这种结构既是固定的，又是可变的。固定是指结构本身是完全约束的，一旦形成空间闭合，结构就会稳定牢固。可变指的是，结构可以灵活拆卸，若是结构本体部分被损坏，不需要整体拆除，只要更换被损坏的单元或单片即可。这样的可变结构更有利于更新维护，并且更耐久，能够重复利用。我们希望这项结构研究具有更强的应用性，如果能够设计出自身形成稳定闭合的空间，将会是对结构研究的一大突破。这样的结构肯定能给建筑的建造方式带来新的可能。

第三层级显现固定的延展方式

第二层级显现固定的延展方式