世界首富馬斯克的詩(shī)引起了大家的許多猜測(cè)。這首源于1800年前的詩(shī)表達(dá)了中國(guó)皇族曹植在得知親兄弟為其自身利益企圖施害于自己后的極度悲憤，通過(guò)隱喻的手法充分顯露出“本是一家人，何必自相殘”的無(wú)奈。

不通中文的馬斯克可能并無(wú)其他深意，但是這句經(jīng)典詩(shī)詞延伸到本行業(yè)內(nèi)，不禁讓人想到兩個(gè)親手足，建筑與結(jié)構(gòu)的多年“恩怨”。本是同根生的兩個(gè)專(zhuān)業(yè)更像是通過(guò)手術(shù)得以分離的連體嬰兒。從人類(lèi)開(kāi)始建造房屋之時(shí)直到現(xiàn)代主義萌芽開(kāi)始發(fā)展，嚴(yán)格意義上講這兩部分是同屬于一類(lèi)人干的活兒——工匠（其中的佼佼者是“樣式雷”，清代宮廷建筑匠師家族）。

隨著現(xiàn)代主義建筑中的建筑要素的種類(lèi)愈發(fā)增多，界限愈發(fā)分明，加之工業(yè)化的普及帶來(lái)生產(chǎn)力的提高，由此漸漸誕生了建筑行業(yè)內(nèi)的不同細(xì)分工種。

“現(xiàn)代建筑的旗手”勒·柯布西耶

在這場(chǎng)工種分離的“手術(shù)”之后，也不乏眾多通過(guò)結(jié)構(gòu)塑造出經(jīng)典建筑形象的案例，以高技派大師諾曼·福斯特(Norman Foster)和理查德·羅杰斯(Richard Rogers)為代表。

30 St Mary Axe ©Foster+Partners

Lloyd’s Building ©Richard Rogers

工種的細(xì)分在手術(shù)后的幾十年內(nèi)帶來(lái)的是專(zhuān)業(yè)水平以及工作效率的提升。但在幾十年后的當(dāng)今建筑界，過(guò)久的分離使它們相互之間淡化了基因里的血脈相乘，也開(kāi)始從各自立場(chǎng)上吹毛求疵。貌似漸漸忘卻了共同的工匠始祖在工作中的最終目的——蓋一座好房子。意識(shí)差異亟待統(tǒng)一。

作為一個(gè)建筑項(xiàng)目的龍頭，建筑師總是最光輝的角色。結(jié)構(gòu)師這個(gè)令建筑從圖紙上站立起來(lái)的角色在幕后承擔(dān)著許多至關(guān)重要的工作，卻鮮有發(fā)聲和亮相的機(jī)會(huì)。拋開(kāi)建筑師視角，我們從一個(gè)資深結(jié)構(gòu)專(zhuān)家的視角看看那些城市地標(biāo)矗立起來(lái)的背后。

“樣式雷”圖紙

回到大學(xué)學(xué)配合  

各專(zhuān)業(yè)配合的問(wèn)題，實(shí)際在高校中就已經(jīng)形成了。我在高校的時(shí)候，雖然叫土建學(xué)院，但建筑學(xué)在一棟樓，結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)在一棟樓，老師之間都不怎么交流，學(xué)生就更少去交流。這個(gè)可能從源頭上就產(chǎn)生了這樣的感覺(jué)：結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)，建筑是建筑。畢業(yè)后進(jìn)入同一家公司，開(kāi)始被要求必須去配合完成項(xiàng)目，這是很難的。

其實(shí)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的大學(xué)課程中也有房屋建筑學(xué)，但是不畫(huà)畫(huà)，需要學(xué)生掌握建筑設(shè)計(jì)及建筑構(gòu)造的一系列相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。加強(qiáng)了解，增進(jìn)信任是專(zhuān)業(yè)間配合的基礎(chǔ)。我會(huì)推薦身邊的結(jié)構(gòu)師去看建筑相關(guān)規(guī)范，比如住宅規(guī)范，拓展自己的知識(shí)面，與建筑師配合起來(lái)也會(huì)更流暢。

業(yè)內(nèi)很多俗語(yǔ)都在說(shuō)這些，比如：建筑師畫(huà)一條線結(jié)構(gòu)就出一身汗。玩笑歸玩笑，但一直跟著改的感受總是不好的，會(huì)使兩個(gè)專(zhuān)業(yè)從潛意識(shí)中就開(kāi)始抵抗。我們的很多團(tuán)隊(duì)都同時(shí)擁有建筑和結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)，在做項(xiàng)目的過(guò)程中，大家是充分交流的，當(dāng)然吵架難以避免，我覺(jué)得沖突本身非常正常。有時(shí)大家會(huì)自說(shuō)自話，但是總體得有個(gè)目標(biāo)，比如有的地方要空間效果，有的地方需要照顧造價(jià)，有了重點(diǎn)，大家的討論都圍繞這個(gè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，這是良性化解沖突的方式。

結(jié)構(gòu)師也可影響空間體驗(yàn)：

我們分析樓板舒適度  

其實(shí)舒適度是經(jīng)常會(huì)被忽略的一個(gè)問(wèn)題。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常遇到的舒適度分為兩種：一種是在風(fēng)或者地震的情況下，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的震動(dòng)讓人非常不舒服，這也被稱(chēng)作“外部激勵(lì)”。從結(jié)構(gòu)整體來(lái)講，比如風(fēng)的頻率剛好與結(jié)構(gòu)的某些頻率一致了。前段時(shí)間網(wǎng)絡(luò)上熱議的深圳賽格大廈晃動(dòng)事件，是一個(gè)共振的問(wèn)題。其實(shí)就是一點(diǎn)點(diǎn)很小的力，只要它的頻率和主樓的某階頻率一致，一棟樓就可能動(dòng)起來(lái)。賽格大廈的頻率與風(fēng)頻率可能不一致，但是風(fēng)激起了桅桿的振動(dòng)，其頻率跟結(jié)構(gòu)的頻率一致了，就會(huì)產(chǎn)生共振，造成大樓晃動(dòng)。

為了防止外部激勵(lì)導(dǎo)致的振動(dòng)，我們會(huì)通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)，真實(shí)模擬這個(gè)地塊的風(fēng)場(chǎng)，在模擬風(fēng)場(chǎng)作用下，看建筑結(jié)構(gòu)的加速度到底有多大，能不能小于規(guī)范限值？當(dāng)加速度小于規(guī)范限值的情況下使用起來(lái)是舒適的，但每個(gè)人對(duì)加速度的敏感程度不一樣，在建筑內(nèi)的感受會(huì)不一樣，但設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足這個(gè)基本要求。

風(fēng)洞試驗(yàn)

另一種涉及舒適度的情況，出現(xiàn)在大跨度或大懸挑的樓蓋。這些樓蓋為了節(jié)約層高或提升視覺(jué)效果，可能做得很薄。若用的是鋼結(jié)構(gòu)，它的變形就會(huì)比較大，那么人走上去就會(huì)晃動(dòng)。這種情況下的局部舒適度就與結(jié)構(gòu)大跨度樓蓋局部振動(dòng)的頻率相關(guān)，而人的正常的步行或者是跑步，它是有一個(gè)頻率范圍的，如果這個(gè)頻率范圍剛好與此部位樓蓋振動(dòng)的頻率范圍接近了，樓面就感覺(jué)晃起來(lái)了，人在空間中的體驗(yàn)會(huì)變差。

而在設(shè)計(jì)中經(jīng)常把景觀最好的地方做成大懸挑，在這種部位要尤為注重結(jié)構(gòu)舒適度。遇到大跨度大懸挑的時(shí)候要把行人的動(dòng)力荷載加上去算一算，看到底有無(wú)舒適度問(wèn)題。因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)舒適度問(wèn)題，那么往往出現(xiàn)在此類(lèi)功能較為重要的空間，影響會(huì)很大。

Idea Factory的大挑臺(tái) ©MVRDV

超限與高層：結(jié)構(gòu)師是大殺器  

我負(fù)責(zé)過(guò)很多超限高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。已落成的比如恒豐貴陽(yáng)中心、深圳前海世貿(mào)大廈，待建的如深圳至正文博大廈。

至正大廈雖然只有200米高，但是結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)非常大。第一個(gè)挑戰(zhàn)，在底部建筑四個(gè)邊中的兩條邊是沒(méi)有柱子的。一側(cè)的柱子是在9層從核心層挑出去的，另一側(cè)則是由地面上的幾個(gè)柱子擠在一起，慢慢通過(guò)空間發(fā)散成一排柱子，再往上過(guò)度到方方正正的框架核心筒結(jié)構(gòu)。這個(gè)結(jié)構(gòu)特別有意思，我們就要想盡一切辦法把它實(shí)現(xiàn)出來(lái)。

至正文博大廈 ©筑博設(shè)計(jì)

困難之一是空間曲面的一排柱在空間上是不穩(wěn)定的，要采用伸臂桁架從核心筒伸出來(lái)輔助支撐。樓層的面積本身不大，這樣的結(jié)構(gòu)可能影響到使用，以及管井和設(shè)備房的布置。此時(shí)非常需要去協(xié)調(diào)，相互配合，我們先做計(jì)算然后看大家各專(zhuān)業(yè)行不行？不行，我們?cè)僬{(diào)整，直到各方面都滿(mǎn)意。

第二個(gè)挑戰(zhàn)，核心筒的高寬比達(dá)到了21，核心筒只有9.6米的寬度，再加上底部樓層缺少框架柱，在地震及風(fēng)作用下，塔樓變形太大，會(huì)超過(guò)規(guī)范的限值。通過(guò)各專(zhuān)業(yè)之間的相互討論、相互讓步，大家一起想辦法，最后將裙樓南側(cè)的樓電梯間重新調(diào)整，使其能幫助核心筒剪力墻共同受力。

至正文博大廈抗側(cè)力體系示意

這個(gè)樓雖然做的很累，但是有很多啟發(fā)，比如提前配合能少走很多彎路，復(fù)雜體型的建筑，應(yīng)該從方案階段就進(jìn)行各專(zhuān)業(yè)配合。尤其結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)的可行性，對(duì)整個(gè)方案的落地性起著至關(guān)重要的作用。各專(zhuān)業(yè)在早期提出大家各自的需求，可以減少很多后期的不斷反復(fù)“倒騰”。

合格結(jié)構(gòu)師的自我修養(yǎng)  

修養(yǎng)其一是要有不斷挑戰(zhàn)的心態(tài)，那么專(zhuān)業(yè)上的困難總是能夠?qū)崿F(xiàn)的。實(shí)在實(shí)現(xiàn)不了的，我們?cè)僖黄饏f(xié)調(diào)協(xié)商，總會(huì)把這個(gè)事兒弄起來(lái)的。整個(gè)工作過(guò)程，建筑師和結(jié)構(gòu)師是共同成長(zhǎng)的過(guò)程。

基礎(chǔ)是對(duì)專(zhuān)業(yè)要熱愛(ài)，也能在工作中找到實(shí)現(xiàn)自我的部分。僅把結(jié)構(gòu)師當(dāng)做一份工作，干好自己的專(zhuān)業(yè)，貌似其他專(zhuān)業(yè)的內(nèi)容與我不相干，是永遠(yuǎn)做不好的。

為了整體的落地效果，建議結(jié)構(gòu)師也要懂一定的建筑學(xué)內(nèi)容，遇到建筑方案與結(jié)構(gòu)矛盾的時(shí)候，能從結(jié)構(gòu)合理的角度提出自己的建筑解決方案，這樣的溝通就有效了許多，而絕不僅是只顧好自己專(zhuān)業(yè)內(nèi)的事情。

未來(lái)可期的結(jié)構(gòu)師  

當(dāng)前處在一個(gè)我國(guó)土木工程蓬勃發(fā)展的好時(shí)代，隨著一大批標(biāo)志性重大土木工程在我國(guó)建成、結(jié)構(gòu)規(guī)模以及復(fù)雜程度不斷刷新，我國(guó)結(jié)構(gòu)工程在材料、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、以及施工等各個(gè)方面的科技水平取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，達(dá)到了前所未有的高度。

從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，大跨度、大懸挑、高位轉(zhuǎn)換、曲線柱、細(xì)腰、細(xì)脖子等已經(jīng)成為了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的常態(tài)，每一次復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的確立和實(shí)現(xiàn)都是一次前所未有的挑戰(zhàn)。

從整個(gè)行業(yè)來(lái)講，在資源能源消耗、環(huán)境保護(hù)、使用壽命、安全可靠、抗災(zāi)能力等方面仍存在很多的迫切問(wèn)題，已成為結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)。

位于比利時(shí)的二層3D打印建筑

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原理目前不會(huì)有太多創(chuàng)新，出現(xiàn)新東西可能跟新的建造技術(shù)以及新材料有關(guān)。前幾年歐洲出現(xiàn)了3D打印全屋的混凝土二層住宅建筑，但這樣的結(jié)構(gòu)也僅限低層建筑。傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是將不同材料的特性結(jié)合使用，即鋼筋的抗拉性能以及混凝土的抗壓性能結(jié)合起來(lái)形成穩(wěn)固結(jié)構(gòu)。新的建造技術(shù)如何能用新的方式把這些材料結(jié)合在一起，讓我們繼續(xù)期待吧。

王錦文

筑博設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)副總工程師

筑博設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)技術(shù)委員會(huì)委員

結(jié)構(gòu)研發(fā)中心總經(jīng)理/工學(xué)博士/博士后
國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師

高級(jí)工程師

作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)乃至整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性文字，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明是結(jié)構(gòu)師統(tǒng)籌專(zhuān)業(yè)工作的有力工具。然而專(zhuān)業(yè)人員對(duì)這項(xiàng)工具的使用往往是本末倒置的。作為結(jié)構(gòu)師必須梳理清楚的一項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)此相關(guān)專(zhuān)家怎么看？

作為指導(dǎo)結(jié)構(gòu)乃至整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的指導(dǎo)性文字，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說(shuō)明是結(jié)構(gòu)師統(tǒng)籌專(zhuān)業(yè)工作的有力工具，其核心意義是指導(dǎo)后期設(shè)計(jì)。

主要分為以下部分：工程概況、主要設(shè)計(jì)依據(jù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等級(jí)、主要技術(shù)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

筑博設(shè)計(jì)在集團(tuán)內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，但根據(jù)項(xiàng)目的地域差異在其中也會(huì)有些不同，也可根據(jù)需求因地制宜調(diào)整部分內(nèi)容。

張巍

筑博設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)副總工程師

筑博設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)技術(shù)委員會(huì)委員

上海公司結(jié)構(gòu)總工程師

國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師

課程預(yù)告

關(guān)于更多落地項(xiàng)目中各專(zhuān)業(yè)的配合內(nèi)容，將在本期的筑博培訓(xùn)學(xué)院的課程中呈現(xiàn)。多位來(lái)自各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的筑博設(shè)計(jì)資深導(dǎo)師將通過(guò)案例分享等方式為學(xué)員詳述專(zhuān)業(yè)間配合的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)。后續(xù)將帶來(lái)相關(guān)課程的報(bào)道，敬請(qǐng)期待。

筑博培訓(xùn)學(xué)院是筑博設(shè)計(jì)結(jié)合當(dāng)下市場(chǎng)和行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，基于自身25年的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)沉淀出一套面向集團(tuán)內(nèi)部的人才戰(zhàn)略培養(yǎng)方案。從2021年6月開(kāi)始，筑博培訓(xùn)學(xué)院推出多個(gè)系列課程，賦能不同階段的建筑從業(yè)人員提升工作能力，獲得崗位勝任力，成為集團(tuán)面向未來(lái)的中堅(jiān)力量。課堂通過(guò)導(dǎo)師案例講解、學(xué)員案例分享、導(dǎo)師學(xué)員開(kāi)放式討論等方式靈活展開(kāi)，讓學(xué)員和導(dǎo)師在活躍的氣氛中共同探討相關(guān)主題，分享相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

文中圖片未標(biāo)注者來(lái)源于導(dǎo)師與網(wǎng)絡(luò)

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