第一篇：建聞天下結構工程史上的燦爛群星高

建聞天下結構工程史上的燦爛群星高

楠/佐治亞理工學院

如果你去建筑系問一句“著名建筑師有哪些？”隨便哪位建筑系的同學都能說出柯布、密斯、賴特、安藤、扎哈、赫爾佐格、庫哈斯、妹島、王澍??但是，如果你去結構工程系問一句“著名結構工程師有哪些？”怕是很少有人能說出幾個答案。

造成這種尷尬局面的原因有很多。我總覺得，工程技術的發(fā)展并不是無源之水，而是建立在一代又一代優(yōu)秀工程師的研究實踐之上。沿著技術發(fā)展的大河向上回溯，不僅是一次大開眼界的旅行，也能帶給我們很多啟發(fā)和思考。著名工程教育家鐵木辛柯撰寫《材料力學史》[i]一書，我想其立意也在于此。本文即是對 19 世紀末以來 20 位著名結構工程師的簡單介紹，學識有限，浮光掠影，拋磚引玉，不當之處還請大家斧正。

從工業(yè)革命到現在，整個近現代結構工程的歷史里，出現了很多非常優(yōu)秀的結構工程師。篇幅有限，活躍在 19 世紀的著名工程師布魯奈爾、艾菲爾、羅布林、泰爾福特等等，不在本文范圍之內。另外，結構工程是一個非常復雜的系統(tǒng)工程，并不是一個人能夠完成的。這里列出的代表作，是指結構工程師做出了主導性的、決定性的工作和貢獻。

以下二十位結構工程師按出生年份排序，從先到后，也算是一個結構工程發(fā)展歷史的簡略回顧。個人偏見和偏好，不足為憑，僅供參考。

弗拉基米爾?舒霍夫（Vladimir Shukhov，1853 年8 月 28 日-1939 年 2 月 2 日），沙皇俄國和前蘇聯(lián)工程師。按今天的說法，舒霍夫絕對是大神級的存在。舒霍夫是梁、殼和膜體系在彈性理論下的應力應變實用數學分析方法研究的先驅。借助這一領域的研究，他創(chuàng)造性的發(fā)展了雙曲殼塔、網狀殼體、張拉結構、柵格殼體以及儲油罐、輸油管、工業(yè)鍋爐塔架、船只和駁船等各種各樣的結構體系[ii]。舒霍夫還是一位化學工程師、機械工程師和設備工程師，他設計了石油的“舒霍夫裂解”的工藝流程、使用裂解油渣作為燃料的新型鍋爐、油田輸油管網、城市給排水網絡??當然，最為著名的還是“舒霍夫”塔。這些獨具匠心的雙曲殼塔時至今日依然有很多屹立在俄羅斯大地上。

羅伯特?馬亞爾（Robert Maillart，1872 年 2 月 6日-1940 年 4 月 5 日）。馬亞爾畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦聯(lián)邦學院，是鋼筋混凝土結構的偉大先驅。馬亞爾是結構歷史和結構藝術專家戴維?比林頓教授非常推崇的結構工程師。在現代混凝土剛剛開始興起的年代，馬亞爾賦予了混凝土結構靈性和活力。根據混凝土獨特的力學性能，他發(fā)明了無梁樓蓋和與之配套的蘑菇柱帽。更為突出的成就是他的混凝土橋梁設計，尤其是混凝土拱橋，堪稱是力與美的完美結合[iii]。馬亞爾的曠世之作索爾吉納托貝爾橋被國際橋協(xié)評為 20 世紀最優(yōu)美的橋梁，被美國土木工程師協(xié)會列入世界土木工程歷史遺產，這座跨度 90 米的空腹箱形混凝土三鉸拱橋，橫跨郁郁蔥蔥的山谷之上，結構之美動人心魄。馬亞爾對圖解分析的嫻熟應用，我覺得依然能夠給現在的工程師啟發(fā)和創(chuàng)意[iv]。

奧斯瑪?安曼（Othmar Ammann，1879 年 3 月 26日-1965 年 9 月 22 日），1964 年美國國家科學獎得主。33Building Structure建聞天下安曼也是蘇黎世聯(lián)邦理工學院的畢業(yè)生，與馬亞爾一樣師從維廉?里特教授[v]。此后安曼選擇在美國執(zhí)業(yè)，并逐步成長為一位頂尖橋梁工程師。安曼設計了連接曼哈頓、紐約、新澤西的眾多大跨橋梁，包括著名的喬治?華盛頓橋、貝永橋、布朗克斯-懷特斯通橋。作為咨詢顧問，安曼也參與了金門大橋的設計工作。

尤金?弗雷西內（Eugene Freyssinet，1879 年 7 月13 日-1962 年 6 月 8 日），1957 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主。弗雷西內是預應力混凝土的開拓者和奠基人，足以與同時代的馬亞爾并稱為混凝土雙子星。他對預應力的實際應用和工程實踐做出了突出貢獻，并且完成了大量設計作品，包括自錨懸索橋、混凝土拱橋、混凝土梁橋、剛構橋等等。與下文我們將要提到的阿魯普、坪井善勝、萊昂哈特類似，弗雷西內也稱得上是一位結構教育家，他的公司培養(yǎng)出了米歇爾?維洛熱、讓?米勒、米歇爾?普拉西德等一批優(yōu)秀法國結構工程師。國際混凝土結構聯(lián)合會頒發(fā)的結構混凝土獎章以弗雷西內的名字命名。皮爾?盧伊奇?內爾維（Pier Luigi Nervi，1891 年6 月 21 日-1979 年 1 月 9 日），1967 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主。內爾維出生于意大利，畢業(yè)于博洛尼亞大學，堪稱結構工程史上最優(yōu)秀的“混凝土詩人”之一。內爾維的突出貢獻在于他完善了混凝土的設計理論，借助著二戰(zhàn)之后百廢待興、大興土木的形勢，成功的讓混凝土成為了主流的建筑結構材料。作為結構工程師，內爾維以混凝土薄殼、肋殼、折板薄殼著稱，并且對混凝土預制化有著深刻的理解[vi]。他設計建造的殼體，不僅外形美觀、受力合理、用料節(jié)省，而且工期短、預制化程度非常高。代表作包括 1960年羅馬奧運會的大小體育館、聯(lián)合國教科文組織總部、倍耐力大廈。

奧韋?阿魯普爵士（Sir Ove Arup，1895 年 4 月 16日-1988 年 2 月 5 日），1973 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主。阿魯普出生于英國，畢業(yè)于丹麥工業(yè)大學。阿魯普是奧雅納工程咨詢公司的創(chuàng)始人，時至今日，奧雅納的業(yè)務遍布全球，已經是工程咨詢設計領域的巨頭之一，阿魯普本人在經營管理方面的才能令人驚嘆。此外，作為結構工程師，阿魯普主持設計的代表作包括高層混凝土剪力墻體系的早期試水之作Highpoint I 公寓、著名的悉尼歌劇院、采用轉體施工的達勒姆步行橋。阿魯普本人非常喜歡達勒姆步行橋，他去世后，家人按照他的愿望在這座橋上撒下了他的骨灰。今天的達勒姆步行橋上安放著一座阿魯普的半身銅像，以紀念這位杰出的結構工程師。

愛德華多?托羅哈（Eduardo Torroja，1899 年 8月 27 日-1961 年 6 月 15 日）。托羅哈也是一位混凝土詩人，也是國際殼體與空間結構協(xié)會的創(chuàng)始人和第一任主席。在西班牙工程師群星中，他上承安東尼?高迪，下啟菲利克斯?坎德拉。托羅哈擅長混凝土殼體、懸挑、空間網格殼體的設計和分析，在西班牙內戰(zhàn)前后等困難時期用盡可能少的材料、盡可能低的造價完成了很多優(yōu)美的作品，包括阿爾捷希拉集貿市場穹頂、阿羅斯渡槽、馬德里賽馬場看臺、埃斯拉拱橋等等。國際殼體與空間結構協(xié)會的終身成就獎以托羅34建聞天下Building Structure哈的名字命名，專門頒發(fā)給對空間結構工程做出突出貢獻的結構工程師。

坪井善勝（坪井善勝，Yoshikatsu Tsuboi，1907年 5 月 27 日-1990 年 12 月 6 日），1976 年托羅哈獎得主，曾任國際殼體和空間結構協(xié)會主席。坪井善勝是一位非常杰出的日本工程師，在日本戰(zhàn)后經濟騰飛的黃金時代，他和丹下建三等建筑師合作，完成了很多標志性的工程，包括 1964 年東京奧運會代代木體育館、1970 年大阪世博會場館。同時，坪井善勝非常注重工程教育，致力于培養(yǎng)年輕工程師，在注重師承傳統(tǒng)的日本業(yè)界堪稱一代宗師。坪井善勝也參與了很多國際殼體和空間結構協(xié)會的工作，國際殼體和空間結構協(xié)會專門設有以坪井善勝的名字命名的優(yōu)秀論文獎。

弗里茨?萊昂哈特（Fritz Leonhardt，1909 年 7 月12 日-1999 年 12 月 30 日），1975 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主，1981 年國際橋梁及結構工程協(xié)會獎章得主。萊昂哈特先后就讀于普渡大學、斯圖加特大學，此后在斯圖加特大學任教，同時也有自己的工程咨詢公司。萊昂哈特對現代斜拉橋、混凝土電視塔、箱梁橋的發(fā)展做出了突出貢獻，發(fā)明完善了頂推施工方法[vii]，設計了大量的優(yōu)美的懸索橋、斜拉橋和混凝土塔。萊昂哈特的作品還包括著名的慕尼黑奧林匹克體育場。此外，他也是很多德國優(yōu)秀結構工程師的導師和引路人，比如約格?施萊希的職業(yè)生涯就是在萊昂哈特的公司起步的。德國工程師協(xié)會的結構工程師獎項以萊昂哈特的名字命名。

菲利克斯?坎德拉（Felix Candela，1910 年 1 月27 日-1997 年 12 月 7 日），1960 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主。我們很難界定坎德拉到底是個懂建筑的結構工程師，還是個懂結構的建筑師。普林斯頓大學比林頓教授和加洛克教授撰寫的關于坎代拉的著作，書名就叫《坎德拉：工程師、建造者、結構藝術家》[viii]?？驳吕顬橹Q的是他的混凝土薄殼，幾乎把混凝土殼體的美麗和優(yōu)雅發(fā)揮到了極限，代表作包括 Los Manantiales 餐廳、L'Oceanografic 餐廳、1968年墨西哥城奧運會場館。傳奇之作 Los Manantiales 餐廳的花瓣形混凝土殼體最大跨度 30 米，厚度僅僅 4厘米，令人嘆為觀止。

林同炎（Tung-Yen Lin，1912 年 11 月 14 日-2003年 11 月 15 日），美國工程院院士，1986 年美國國家科學獎。林同炎曾就讀于唐山工學院，此后遠赴加州大學伯克利分校深造，后來也在該校任教。林同炎最大的成就是他對預應力混凝土的研究和發(fā)展[ix]，極大的促進了預應力在實際工程中的大規(guī)模應用。美國土木工程師協(xié)會的預應力混凝土優(yōu)秀論文獎以林同炎的名字命名。同時，林同炎也有自己的工程咨詢公司，工程設計包括在尼加拉瓜地震中屹立不倒的美洲銀行大廈、若干橋梁工程。此外，還有被稱為“最壯美的未建成橋梁”的 Ruck-A-Chucky 曲面曲線懸索橋。

海因茨?艾斯勒（Heinz Isler，1926 年 7 月 26 日-2009 年 6 月 20 日），1996 年托羅哈獎得主，2006年弗雷西內獎得主。艾斯勒也畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學院，一生致力于混凝土殼體的設計和建造，守護著35Building Structure建聞天下混凝土薄殼最后的榮耀，在美麗的瑞士留下了許多更美麗的混凝土殼體[x]。這些混凝土薄殼無需任何防水措施，不懼風雪，矗立在瑞士嚴酷的環(huán)境中。艾斯勒對模型設計無比鐘愛，很多工程的設計都是用縮尺模型進行研究，比如一張薄膜，按照支撐條件吊掛好，然后澆上水放在室外，第二天早上，水都凍成了冰，把它反過來，這塊冰的形狀就是混凝土殼體的初始合理構型。據說，艾斯勒的院子里堆滿了各種小模型，艾斯勒還在院子里和辦公室里修建了整套的鐵路模型，玩具火車每天在蜿蜒數百米的鐵路線上奔跑。這種令人神往的生活態(tài)度，或許就是艾斯勒那永不枯竭的靈感來源。

克里斯琴?梅恩（Christian Menn，1927 年 3 月 3日-），2009 年國際橋梁及結構工程協(xié)會獎章得主。梅恩任教于瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院，研究領域主要集中在預應力混凝土。作為一位杰出的橋梁工程師，梅恩有大量的工程實踐，主要以混凝土橋梁見長，尤擅板式斜拉橋、矮塔斜拉橋等等，建成作品有一百多座，代表作包括甘特橋、森尼伯格橋。

萊斯利? 羅伯遜（Leslie E.Robertson，1928 年 2月 12 日-），2004 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主，2004 年法茲魯爾?汗終身成就獎，2011 年國際橋梁及結構工程協(xié)會獎章得主。羅伯遜畢業(yè)于加州大學伯克利分校，是全球知名的超高層結構專家，也是著名工程設計咨詢公司理雅的創(chuàng)始人。代表作包括紐約世貿中心雙子塔（2001 年毀于 9.11 恐怖襲擊）、上海環(huán)球金融中心、香港國際金融中心等。羅伯遜與著名華裔建筑師貝聿銘合作頗多，香港中銀大廈、蘇州博物館、日本美秀美術館的結構顧問均為理雅。美秀美術館的入口橋梁橫跨山谷之上，糅合了懸臂、懸索、張弦結構，非常纖細優(yōu)雅，獲得了 2002 年國際橋協(xié)評選的杰出結構獎。

法茲魯爾?汗（Fazlur Khan，1929 年 4 月 3 日-1982年 3 月 27 日），1982 年國際橋梁及結構工程協(xié)會獎章得主，美國工程院院士。汗出生于孟加拉，在美國伊利諾伊大學厄巴納-尚佩恩分校獲得博士學位，此后一直在 SOM 工作，是 SOM 的合伙人?？梢哉f汗是高層建筑的一代宗師，他提出并且完善了筒體、桁架筒體、束筒的概念，讓 SOM 成為超高層建筑的領頭羊，讓人類可以在經濟合理的范圍內突破高度 400 米大關。代表作包括雄踞世界第一高樓名號近30 年的束筒體系的西爾斯大廈、桁架筒體的漢考克中心。在他英年早逝之后，美國高層建筑與城市居住委員會的終身成就獎以他的名字命名，頒發(fā)給對高層結構工程作出貢獻的結構工程師。

約格?施萊希（Jorg Schlaich，1934 年 10 月 17 日-），1990 年結構工程師協(xié)會金質獎章金獎得主，200236建聞天下Building Structure年萊昂哈特獎得主，1991 年國際橋協(xié)獎章得主，2004年托羅哈獎得主，美國科學院院士。施萊希任教于德國斯圖加特大學，學術成就包括完善了混凝土的拉壓桿模型[xi]。更為耀眼的則是他的工程實踐，優(yōu)秀作品無數，而且花樣繁多，包羅萬象，大項目做的經濟合理，小項目做的別出心裁。青馬大橋、孟買大橋、空中客車 A380 車間、漢諾威世博會展館、各種跨線橋、各種人行橋、各種折疊橋、各種索網塔、各種可折疊可收放屋面、各種玻璃幕墻和索穹頂??此外，他還關注能源問題，致力于研發(fā)太陽能電站相關技術，完善了熱空氣流動型的太陽能電站的工藝和結構，并且已經在西班牙和澳大利亞付諸實施。另外，施萊希跟愛因斯坦、福爾摩斯這些著名的高智商人士一樣，也愛拉小提琴。

塞西爾?巴爾蒙德（Cecil Balmond，1943 年 2 月26 日-）。巴爾蒙德出生于斯里蘭卡，后來在英國讀書，先后就讀于南安普頓大學、帝國理工學院。目前，巴爾蒙德是奧雅納的副主席，負責奧雅納的高級幾何學小組，此外還是哈佛、耶魯的客座教授。巴爾蒙德最為著名的就是他與庫哈斯、伊東豐雄、西扎等新銳建筑師的合作，將很多紙面上的炫目之作變成了現實。代表作包括中央電視臺新樓、蛇形畫廊、1998 年里斯本世博會葡萄牙館、波爾多住宅等等。巴爾蒙德很有才情，熱愛寫作，其中《異規(guī)》一書已經有中文譯本[xii]。巴爾蒙德還酷愛音樂，當年在吉他手和結構工程師之間忍痛割愛放棄了吉他手這個選擇。

米歇爾?維洛熱（Michel Virlogeux，1946 年-），1996 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主，1999 年萊昂哈特獎得主，2003 年國際橋梁及結構工程協(xié)會獎章得主，2006 年弗雷西內獎得主，法國科學院院士。維洛熱畢業(yè)于法國巴黎高科橋路學院，出道于弗雷西內的工程公司，是一位非常杰出的橋梁工程師，尤其擅長體外預應力、斜拉橋，代表作包括世界第一高的米約高架橋、諾曼底大橋等等。圣地亞哥?卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava，1951年 7 月 28 日-），1992 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主?？ɡ乩弋厴I(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學院，是典型的建筑結構兩門抱的工程師加建筑師，作品著眼于結構的表現力和雕塑感，靈感往往來自于仿生學，追求的是一種動感的平衡，非常擅長可折疊可轉動結構的設計[xiii]。作品包括各種斜塔斜拉橋、異形橋梁、復雜異形結構等等。出現在電影《變形金剛 3》中的密爾沃基美術館就是卡拉特拉瓦的作品，巨大的遮陽格柵可以上下舞動，就像整個美術館在展翅飛翔。

威廉?貝克（William F.Baker，1953 年 10 月 9 日-），2010 年結構工程師協(xié)會金質獎章得主，2009 年萊昂哈特獎得主，2008 年法茲魯爾?汗終身成就獎得主。貝克畢業(yè)于伊利諾伊大學厄巴納-尚佩恩分校，是一位頂尖的高層結構專家，目前是 SOM 合伙人。代表作包括目前世界第一高的迪拜哈里發(fā)塔、芝加哥川普大廈、南京紫峰大廈、迪拜無限塔等等。結構工程是一門科學，更是一門藝術。

一個優(yōu)秀結構工程師的成長，離不開扎實的理論學習和深入的37Building Structure建聞天下工程實踐。從上文這些優(yōu)秀的結構工程師的成長軌跡上，我們也能看出一點端倪。一所好的大學可以涌現多位師出同門的結構大師，而一個優(yōu)秀的公司也能成為培養(yǎng)優(yōu)秀工程師的一方沃土，比如同出自蘇黎世聯(lián)邦理工學院的羅伯特?馬亞爾、奧斯瑪?安曼、海因茨?艾斯勒、克里斯琴?梅恩、圣地亞哥?卡拉特拉瓦，同出自斯圖加特大學的弗里茨?萊昂哈特、弗雷?奧托、約格?施萊希、維爾納?索貝克、霍格?斯文森，同出自伊利諾伊大學厄巴納-尚佩恩分校和 SOM 的法茲魯爾?汗、威廉?貝克，同出自奧雅納的奧韋?阿魯普、彼得?賴斯、埃德蒙?哈波爾德、塞西爾?巴爾蒙德，同出自木村俊彥門下的渡邊邦夫、佐佐木睦朗??目前的中國結構工程行業(yè)，正經歷著如火如荼的發(fā)展，也存在著各種各樣的問題。我只是希望，能再多一些有理想、有追求的結構工程師，能再多一些適合結構工程師成長的沃土。

最后，借用日本結構工程師演講集《充滿生機的技術》[xiv]一書中的一段話，作為本文的結尾。我希望通過我們的努力，能夠“讓普通大眾知道，在與滿足于有形無實的制度、對名利無休無止的追逐完全背道而馳的地方，有很多人每天都在群策群力，對技術進行著反復的思考和實踐；對結構、建筑永無止境發(fā)展的可能性進行著不斷的探索。我們也期待著這種生機勃勃的活力將長盛不衰！”