建聞天下結(jié)構(gòu)工程史上的燦爛群星高

1、建聞天下結(jié)構(gòu)工程史上的燦爛群星高楠/佐治亞理工學(xué)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(xué)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(jié)構(gòu)工程系 問一句“著名結(jié)構(gòu)工程師有哪些？”怕是很少有人能說出幾個(gè)答案。造成這種尷尬局面的原因有很多。我總覺得，工程技術(shù)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(shí)踐之上。沿著技術(shù)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(xué)史 i一書，我想其立意也在于此。本文即是對(duì)19世紀(jì)末以來20位著名結(jié)構(gòu)工程師的簡單介 紹，學(xué)識(shí)有限

2、，浮光掠影，拋磚引玉，不當(dāng)之處還請(qǐng)大家斧正。從工業(yè)革命到現(xiàn)在，整個(gè)近現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程的歷史里，出現(xiàn)了很多非常優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程師。 篇幅有限，活躍在19世紀(jì)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(nèi)。另外，結(jié)構(gòu)工程是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，并不是一個(gè)人能夠完成的。這 里列出的代表作，是指結(jié)構(gòu)工程師做出了主導(dǎo)性的、決定性的工作和貢獻(xiàn)。以下二十位結(jié)構(gòu)工程師按出生年份排序，從先到后，也算是一個(gè)結(jié)構(gòu)工程發(fā)展歷史的簡 略回顧。個(gè)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

3、今天的說法，舒霍夫絕對(duì)是大神級(jí)的存在。舒霍夫是梁、殼和膜 體系在彈性理論下的應(yīng)力應(yīng)變實(shí)用數(shù)學(xué)分析方法研究的先驅(qū)。借助這一領(lǐng)域的研究，他創(chuàng)造 性的發(fā)展了雙曲殼塔、網(wǎng)狀殼體、張拉結(jié)構(gòu)、柵格殼體以及儲(chǔ)油罐、輸油管、工業(yè)鍋爐塔架、 船只和駁船等各種各樣的結(jié)構(gòu)體系ii。舒霍夫還是一位化學(xué)工程師、機(jī)械工程師和設(shè)備工 程師，他設(shè)計(jì)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(wǎng)、城市給排水網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然，最為著名的還是“舒霍夫”塔。這些獨(dú)具匠心的雙 曲殼塔時(shí)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

4、亞爾畢 業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦聯(lián)邦學(xué)院，是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的偉大先驅(qū)。馬亞爾是結(jié)構(gòu)歷史和結(jié)構(gòu)藝術(shù)專 家戴維比林頓教授非常推崇的結(jié)構(gòu)工程師。在現(xiàn)代混凝土剛剛開始興起的年代，馬亞爾賦 予了混凝土結(jié)構(gòu)靈性和活力。根據(jù)混凝土獨(dú)特的力學(xué)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(shè)計(jì)，尤其是混凝土拱橋，堪稱是力與美的完 美結(jié)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(píng)為20世紀(jì)最優(yōu)美的橋梁， 被美國土木工程師協(xié)會(huì)列入世界土木工程歷史遺產(chǎn)，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(jié)構(gòu)之美動(dòng)人心魄。馬亞爾對(duì)圖解分析的嫻熟應(yīng)用，我覺 得依然能夠給現(xiàn)在的

5、工程師啟發(fā)和創(chuàng)意i v。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(xué)獎(jiǎng)得主33Building Structure建聞天下安曼也是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)工作。尤金弗雷西內(nèi)（Eugene Freyssinet，1879年7月13日-1962年6月8日），1957年 結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳌?/p>

6、弗雷西內(nèi)是預(yù)應(yīng)力混凝土的開拓者和奠基人，足以與同時(shí)代 的馬亞爾并稱為混凝土雙子星。他對(duì)預(yù)應(yīng)力的實(shí)際應(yīng)用和工程實(shí)踐做出了突出貢獻(xiàn)，并且完 成了大量設(shè)計(jì)作品，包括自錨懸索橋、混凝土拱橋、混凝土梁橋、剛構(gòu)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(nèi)也稱得上是一位結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)工程師。國 際混凝土結(jié)構(gòu)聯(lián)合會(huì)頒發(fā)的結(jié)構(gòu)混凝土獎(jiǎng)?wù)乱愿ダ孜鲀?nèi)的名字命名。皮爾盧伊奇內(nèi)爾維（Pier Luigi Nervi，1891年6月21日-1979年1月9日），1967年結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金 質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳌?nèi)爾維出生于意大利，畢業(yè)于

7、博洛尼亞大學(xué)，堪稱結(jié)構(gòu)工程史上最優(yōu)秀的“混 凝土詩人”之一。內(nèi)爾維的突出貢獻(xiàn)在于他完善了混凝土的設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)材料。作為結(jié)構(gòu)工程師，內(nèi) 爾維以混凝土薄殼、肋殼、折板薄殼著稱，并且對(duì)混凝土預(yù)制化有著深刻的理解vi。他設(shè) 計(jì)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(yù)制化程度非常高。代 表作包括1960年羅馬奧運(yùn)會(huì)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(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥?。阿魯普出生于英國，畢業(yè)于丹

8、麥工業(yè)大學(xué)。阿魯普是奧雅納 工程咨詢公司的創(chuàng)始人，時(shí)至今日，奧雅納的業(yè)務(wù)遍布全球，已經(jīng)是工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)領(lǐng)域的巨 頭之一，阿魯普本人在經(jīng)營管理方面的才能令人驚嘆。此外，作為結(jié)構(gòu)工程師，阿魯普主持 設(shè)計(jì)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(zhuǎn)體施工的達(dá)勒姆步行橋。阿魯普本人非常喜歡達(dá)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(dá)勒姆步行橋上安放著一座阿魯普的半身 銅像，以紀(jì)念這位杰出的結(jié)構(gòu)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

9、詩人，也是國際殼體與空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)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(wǎng)格殼體的設(shè)計(jì)和分析，在西班牙內(nèi)戰(zhàn)前后等困難時(shí)期用盡可能少的材料、盡可能低的 造價(jià)完成了很多優(yōu)美的作品，包括阿爾捷希拉集貿(mào)市場穹頂、阿羅斯渡槽、馬德里賽馬場看 臺(tái)、埃斯拉拱橋等等。國際殼體與空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)的終身成就獎(jiǎng)以托羅34建聞天下Building Structure哈的名字命名，專門頒發(fā)給對(duì)空間結(jié)構(gòu)工程做出突出貢獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)工程師。坪井善勝（坪井善盼 Yoshikatsu Tsuboi 1907年5月27日-1990年12月6日）， 1976年托羅

10、哈獎(jiǎng)得主，曾任國際殼體和空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)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(jīng)濟(jì)騰飛的黃金時(shí)代，他和丹下建三等建筑師合作，完成了很多標(biāo)志 性的工程，包括1964年東京奧運(yùn)會(huì)代代木體育館、1970年大阪世博會(huì)場館。同時(shí)，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(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)的工作，國際殼體和空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)專門設(shè)有 以坪井善勝的名字命名的優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。弗里茨萊昂哈特（Fritz Leonhardt，1909年7月12日-1999年12月30日），1975 年結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳎?981年國際橋梁及結(jié)構(gòu)工

11、程協(xié)會(huì)獎(jiǎng)?wù)碌弥?。萊昂哈特先 后就讀于普渡大學(xué)、斯圖加特大學(xué)，此后在斯圖加特大學(xué)任教，同時(shí)也有自己的工程咨詢公 司。萊昂哈特對(duì)現(xiàn)代斜拉橋、混凝土電視塔、箱梁橋的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，發(fā)明完善了頂 推施工方法vii，設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)工程師的導(dǎo)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(huì)的結(jié)構(gòu)工程師獎(jiǎng) 項(xiàng)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(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳌Ｎ覀兒茈y

12、界定坎德拉到底是個(gè)懂建筑的結(jié)構(gòu)工程師，還是個(gè) 懂結(jié)構(gòu)的建筑師。普林斯頓大學(xué)比林頓教授和加洛克教授撰寫的關(guān)于坎代拉的著作，書名就 叫坎德拉：工程師、建造者、結(jié)構(gòu)藝術(shù)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、LOceanografic 餐廳、1968年墨西哥城奧運(yùn)會(huì)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(xué)獎(jiǎng)。林

13、同炎曾就讀于唐山工學(xué)院，此后遠(yuǎn)赴加州大學(xué)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(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的研究和發(fā)展ix，極大 的促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力在實(shí)際工程中的大規(guī)模應(yīng)用。美國土木工程師協(xié)會(huì)的預(yù)應(yīng)力混凝土優(yōu)秀論文 獎(jiǎng)以林同炎的名字命名。同時(shí)，林同炎也有自己的工程咨詢公司，工程設(shè)計(jì)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(jiǎng)得主，2006年弗雷西內(nèi)獎(jiǎng)得主。艾斯勒也畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，一

14、生致力于 混凝土殼體的設(shè)計(jì)和建造，守護(hù)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(fēng)雪，矗立在瑞士嚴(yán)酷的環(huán)境中。艾斯勒對(duì)模型設(shè)計(jì)無比鐘愛，很多工程的設(shè)計(jì)都是用縮尺 模型進(jìn)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(gòu)型。據(jù)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(shù)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

15、枯 竭的靈感來源?？死锼骨倜范鳎–hristian Menn，1927年3月3日-），2009年國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程 協(xié)會(huì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳌Ｃ范魅谓逃谌鹗刻K黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，研究領(lǐng)域主要集中在預(yù)應(yīng)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(shí)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(jié)構(gòu)工程師協(xié) 會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳎?004年法茲魯爾汗終身成就獎(jiǎng)，2011年國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)獎(jiǎng)?wù)?得主。羅伯遜畢業(yè)于加州大學(xué)伯克利分校，是全球知名的超高層結(jié)

16、構(gòu)專家，也是著名工程設(shè) 計(jì)咨詢公司理雅的創(chuàng)始人。代表作包括紐約世貿(mào)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(shù)館的結(jié)構(gòu)顧問均為理雅。美秀美術(shù)館的入口橋梁橫跨 山谷之上，糅合了懸臂、懸索、張弦結(jié)構(gòu)，非常纖細(xì)優(yōu)雅，獲得了2002年國際橋協(xié)評(píng)選的 杰出結(jié)構(gòu)獎(jiǎng)。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(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)獎(jiǎng)?wù)碌弥?，美國工程院院士。汗出生于孟加拉，在美國伊利諾伊大學(xué)厄 巴納-尚佩恩分校獲得博士學(xué)位，此后一直在SOM工

17、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(lǐng)頭羊，讓人類可以在經(jīng)濟(jì)合理的范圍內(nèi)突破高度400米大關(guān)。代表作包括雄 踞世界第一高樓名號(hào)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(huì)的終身成就獎(jiǎng)以他的名字命名，頒發(fā)給對(duì)高層結(jié) 構(gòu)工程作出貢獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)工程師。約格施萊希（Jorg Schlaich，1934年10月17日-），1990年結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng) 章金獎(jiǎng)得主，200236建聞天下Building Structure年萊昂哈特獎(jiǎng)得主，1991年國際橋協(xié)獎(jiǎng)?wù)?得

18、主，2004年托羅哈獎(jiǎng)得主，美國科學(xué)院院士。施萊希任教于德國斯圖加特大學(xué)，學(xué)術(shù)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(shí)踐，優(yōu)秀作品無數(shù)，而 且花樣繁多，包羅萬象，大項(xiàng)目做的經(jīng)濟(jì)合理，小項(xiàng)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(huì)展館、各種跨線橋、各種人行橋、各種折疊橋、各種 索網(wǎng)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(guān)注能源問題，致 力于研發(fā)太陽能電站相關(guān)技術(shù)，完善了熱空氣流動(dòng)型的太陽能電站的工藝和結(jié)構(gòu)，并且已經(jīng) 在西班牙和澳大利亞付諸實(shí)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

19、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(xué)、帝國理工學(xué)院。目前，巴爾蒙德是奧雅納的副 主席，負(fù)責(zé)奧雅納的高級(jí)幾何學(xué)小組，此外還是哈佛、耶魯?shù)目妥淌凇０蜖柮傻伦顬橹?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(xiàn)實(shí)。代表作包括中央電視臺(tái)新樓、蛇形畫廊、1998年里斯本世博會(huì)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(jīng)有中文譯本xii。巴爾蒙德 還酷愛音樂，當(dāng)年在吉他手和結(jié)構(gòu)工程師之間忍痛割愛放棄了吉他手這個(gè)選擇。米歇爾維洛熱（Michel Vir

20、logeux，1946年-），1996年結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳎?1999年萊昂哈特獎(jiǎng)得主，2003年國際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳎?006年弗雷西內(nèi)獎(jiǎng) 得主，法國科學(xué)院院士。維洛熱畢業(yè)于法國巴黎高科橋路學(xué)院，出道于弗雷西內(nèi)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(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)碌弥鳌？ɡ乩弋厴I(yè)于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院，是典 型的建筑結(jié)構(gòu)兩門抱的工程師加建筑師，作品著眼于結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)力和雕塑感，靈感往往來自 于仿生學(xué)，追求的是一種動(dòng)感的平衡，非常擅長可折疊可轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)xiii。作品包括各 種斜塔斜拉橋、異形橋梁、復(fù)雜異形結(jié)構(gòu)等等。出現(xiàn)在電影變形金剛3中的密爾沃基美 術(shù)館就是卡拉特拉瓦的作品，巨大的遮陽格柵可以上下舞動(dòng)，就像整個(gè)美術(shù)館在展翅飛翔。威廉貝克（William F. Baker，1953年10月9日-），2010年結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)金質(zhì)獎(jiǎng) 章得主，2009年萊昂哈特獎(jiǎng)得主，2008年法茲魯爾汗終身成就獎(jiǎng)