建闻天下结构工程史上的灿烂群星高（共5篇）

第一篇：建闻天下结构工程史上的灿烂群星高

建闻天下结构工程史上的灿烂群星高

楠/佐治亚理工学院

如果你去建筑系问一句“著名建筑师有哪些？”随便哪位建筑系的同学都能说出柯布、密斯、赖特、安藤、扎哈、赫尔佐格、库哈斯、妹岛、王澍„„但是，如果你去结构工程系问一句“著名结构工程师有哪些？”怕是很少有人能说出几个答案。

造成这种尴尬局面的原因有很多。我总觉得，工程技术的发展并不是无源之水，而是建立在一代又一代优秀工程师的研究实践之上。沿着技术发展的大河向上回溯，不仅是一次大开眼界的旅行，也能带给我们很多启发和思考。著名工程教育家铁木辛柯撰写《材料力学史》[i]一书，我想其立意也在于此。本文即是对 19 世纪末以来 20 位著名结构工程师的简单介绍，学识有限，浮光掠影，抛砖引玉，不当之处还请大家斧正。

从工业革命到现在，整个近现代结构工程的历史里，出现了很多非常优秀的结构工程师。篇幅有限，活跃在 19 世纪的著名工程师布鲁奈尔、艾菲尔、罗布林、泰尔福特等等，不在本文范围之内。另外，结构工程是一个非常复杂的系统工程，并不是一个人能够完成的。这里列出的代表作，是指结构工程师做出了主导性的、决定性的工作和贡献。

以下二十位结构工程师按出生年份排序，从先到后，也算是一个结构工程发展历史的简略回顾。个人偏见和偏好，不足为凭，仅供参考。

弗拉基米尔•舒霍夫（Vladimir Shukhov，1853 年8 月 28 日-1939 年 2 月 2 日），沙皇俄国和前苏联工程师。按今天的说法，舒霍夫绝对是大神级的存在。舒霍夫是梁、壳和膜体系在弹性理论下的应力应变实用数学分析方法研究的先驱。借助这一领域的研究，他创造性的发展了双曲壳塔、网状壳体、张拉结构、栅格壳体以及储油罐、输油管、工业锅炉塔架、船只和驳船等各种各样的结构体系[ii]。舒霍夫还是一位化学工程师、机械工程师和设备工程师，他设计了石油的“舒霍夫裂解”的工艺流程、使用裂解油渣作为燃料的新型锅炉、油田输油管网、城市给排水网络„„当然，最为著名的还是“舒霍夫”塔。这些独具匠心的双曲壳塔时至今日依然有很多屹立在俄罗斯大地上。

罗伯特•马亚尔（Robert Maillart，1872 年 2 月 6日-1940 年 4 月 5 日）。马亚尔毕业于苏黎世联邦联邦学院，是钢筋混凝土结构的伟大先驱。马亚尔是结构历史和结构艺术专家戴维•比林顿教授非常推崇的结构工程师。在现代混凝土刚刚开始兴起的年代，马亚尔赋予了混凝土结构灵性和活力。根据混凝土独特的力学性能，他发明了无梁楼盖和与之配套的蘑菇柱帽。更为突出的成就是他的混凝土桥梁设计，尤其是混凝土拱桥，堪称是力与美的完美结合[iii]。马亚尔的旷世之作索尔吉纳托贝尔桥被国际桥协评为 20 世纪最优美的桥梁，被美国土木工程师协会列入世界土木工程历史遗产，这座跨度 90 米的空腹箱形混凝土三铰拱桥，横跨郁郁葱葱的山谷之上，结构之美动人心魄。马亚尔对图解分析的娴熟应用，我觉得依然能够给现在的工程师启发和创意[iv]。

奥斯玛•安曼（Othmar Ammann，1879 年 3 月 26日-1965 年 9 月 22 日），1964 年美国国家科学奖得主。33Building Structure建闻天下安曼也是苏黎世联邦理工学院的毕业生，与马亚尔一样师从维廉•里特教授[v]。此后安曼选择在美国执业，并逐步成长为一位顶尖桥梁工程师。安曼设计了连接曼哈顿、纽约、新泽西的众多大跨桥梁，包括著名的乔治•华盛顿桥、贝永桥、布朗克斯-怀特斯通桥。作为咨询顾问，安曼也参与了金门大桥的设计工作。

尤金•弗雷西内（Eugene Freyssinet，1879 年 7 月13 日-1962 年 6 月 8 日），1957 年结构工程师协会金质奖章得主。弗雷西内是预应力混凝土的开拓者和奠基人，足以与同时代的马亚尔并称为混凝土双子星。他对预应力的实际应用和工程实践做出了突出贡献，并且完成了大量设计作品，包括自锚悬索桥、混凝土拱桥、混凝土梁桥、刚构桥等等。与下文我们将要提到的阿鲁普、坪井善胜、莱昂哈特类似，弗雷西内也称得上是一位结构教育家，他的公司培养出了米歇尔•维洛热、让•米勒、米歇尔•普拉西德等一批优秀法国结构工程师。国际混凝土结构联合会颁发的结构混凝土奖章以弗雷西内的名字命名。皮尔•卢伊奇•内尔维（Pier Luigi Nervi，1891 年6 月 21 日-1979 年 1 月 9 日），1967 年结构工程师协会金质奖章得主。内尔维出生于意大利，毕业于博洛尼亚大学，堪称结构工程史上最优秀的“混凝土诗人”之一。内尔维的突出贡献在于他完善了混凝土的设计理论，借助着二战之后百废待兴、大兴土木的形势，成功的让混凝土成为了主流的建筑结构材料。作为结构工程师，内尔维以混凝土薄壳、肋壳、折板薄壳著称，并且对混凝土预制化有着深刻的理解[vi]。他设计建造的壳体，不仅外形美观、受力合理、用料节省，而且工期短、预制化程度非常高。代表作包括 1960年罗马奥运会的大小体育馆、联合国教科文组织总部、倍耐力大厦。

奥韦•阿鲁普爵士（Sir Ove Arup，1895 年 4 月 16日-1988 年 2 月 5 日），1973 年结构工程师协会金质奖章得主。阿鲁普出生于英国，毕业于丹麦工业大学。阿鲁普是奥雅纳工程咨询公司的创始人，时至今日，奥雅纳的业务遍布全球，已经是工程咨询设计领域的巨头之一，阿鲁普本人在经营管理方面的才能令人惊叹。此外，作为结构工程师，阿鲁普主持设计的代表作包括高层混凝土剪力墙体系的早期试水之作Highpoint I 公寓、著名的悉尼歌剧院、采用转体施工的达勒姆步行桥。阿鲁普本人非常喜欢达勒姆步行桥，他去世后，家人按照他的愿望在这座桥上撒下了他的骨灰。今天的达勒姆步行桥上安放着一座阿鲁普的半身铜像，以纪念这位杰出的结构工程师。

爱德华多•托罗哈（Eduardo Torroja，1899 年 8月 27 日-1961 年 6 月 15 日）。托罗哈也是一位混凝土诗人，也是国际壳体与空间结构协会的创始人和第一任主席。在西班牙工程师群星中，他上承安东尼•高迪，下启菲利克斯•坎德拉。托罗哈擅长混凝土壳体、悬挑、空间网格壳体的设计和分析，在西班牙内战前后等困难时期用尽可能少的材料、尽可能低的造价完成了很多优美的作品，包括阿尔捷希拉集贸市场穹顶、阿罗斯渡槽、马德里赛马场看台、埃斯拉拱桥等等。国际壳体与空间结构协会的终身成就奖以托罗34建闻天下Building Structure哈的名字命名，专门颁发给对空间结构工程做出突出贡献的结构工程师。

坪井善胜（坪井善勝，Yoshikatsu Tsuboi，1907年 5 月 27 日-1990 年 12 月 6 日），1976 年托罗哈奖得主，曾任国际壳体和空间结构协会主席。坪井善胜是一位非常杰出的日本工程师，在日本战后经济腾飞的黄金时代，他和丹下建三等建筑师合作，完成了很多标志性的工程，包括 1964 年东京奥运会代代木体育馆、1970 年大阪世博会场馆。同时，坪井善胜非常注重工程教育，致力于培养年轻工程师，在注重师承传统的日本业界堪称一代宗师。坪井善胜也参与了很多国际壳体和空间结构协会的工作，国际壳体和空间结构协会专门设有以坪井善胜的名字命名的优秀论文奖。

弗里茨•莱昂哈特（Fritz Leonhardt，1909 年 7 月12 日-1999 年 12 月 30 日），1975 年结构工程师协会金质奖章得主，1981 年国际桥梁及结构工程协会奖章得主。莱昂哈特先后就读于普渡大学、斯图加特大学，此后在斯图加特大学任教，同时也有自己的工程咨询公司。莱昂哈特对现代斜拉桥、混凝土电视塔、箱梁桥的发展做出了突出贡献，发明完善了顶推施工方法[vii]，设计了大量的优美的悬索桥、斜拉桥和混凝土塔。莱昂哈特的作品还包括著名的慕尼黑奥林匹克体育场。此外，他也是很多德国优秀结构工程师的导师和引路人，比如约格•施莱希的职业生涯就是在莱昂哈特的公司起步的。德国工程师协会的结构工程师奖项以莱昂哈特的名字命名。

菲利克斯•坎德拉（Felix Candela，1910 年 1 月27 日-1997 年 12 月 7 日），1960 年结构工程师协会金质奖章得主。我们很难界定坎德拉到底是个懂建筑的结构工程师，还是个懂结构的建筑师。普林斯顿大学比林顿教授和加洛克教授撰写的关于坎代拉的著作，书名就叫《坎德拉：工程师、建造者、结构艺术家》[viii]。坎德拉最为著称的是他的混凝土薄壳，几乎把混凝土壳体的美丽和优雅发挥到了极限，代表作包括 Los Manantiales 餐厅、L'Oceanografic 餐厅、1968年墨西哥城奥运会场馆。传奇之作 Los Manantiales 餐厅的花瓣形混凝土壳体最大跨度 30 米，厚度仅仅 4厘米，令人叹为观止。

林同炎（Tung-Yen Lin，1912 年 11 月 14 日-2003年 11 月 15 日），美国工程院院士，1986 年美国国家科学奖。林同炎曾就读于唐山工学院，此后远赴加州大学伯克利分校深造，后来也在该校任教。林同炎最大的成就是他对预应力混凝土的研究和发展[ix]，极大的促进了预应力在实际工程中的大规模应用。美国土木工程师协会的预应力混凝土优秀论文奖以林同炎的名字命名。同时，林同炎也有自己的工程咨询公司，工程设计包括在尼加拉瓜地震中屹立不倒的美洲银行大厦、若干桥梁工程。此外，还有被称为“最壮美的未建成桥梁”的 Ruck-A-Chucky 曲面曲线悬索桥。

海因茨•艾斯勒（Heinz Isler，1926 年 7 月 26 日-2009 年 6 月 20 日），1996 年托罗哈奖得主，2006年弗雷西内奖得主。艾斯勒也毕业于苏黎世联邦理工学院，一生致力于混凝土壳体的设计和建造，守护着35Building Structure建闻天下混凝土薄壳最后的荣耀，在美丽的瑞士留下了许多更美丽的混凝土壳体[x]。这些混凝土薄壳无需任何防水措施，不惧风雪，矗立在瑞士严酷的环境中。艾斯勒对模型设计无比钟爱，很多工程的设计都是用缩尺模型进行研究，比如一张薄膜，按照支撑条件吊挂好，然后浇上水放在室外，第二天早上，水都冻成了冰，把它反过来，这块冰的形状就是混凝土壳体的初始合理构型。据说，艾斯勒的院子里堆满了各种小模型，艾斯勒还在院子里和办公室里修建了整套的铁路模型，玩具火车每天在蜿蜒数百米的铁路线上奔跑。这种令人神往的生活态度，或许就是艾斯勒那永不枯竭的灵感来源。

克里斯琴•梅恩（Christian Menn，1927 年 3 月 3日-），2009 年国际桥梁及结构工程协会奖章得主。梅恩任教于瑞士苏黎世联邦理工学院，研究领域主要集中在预应力混凝土。作为一位杰出的桥梁工程师，梅恩有大量的工程实践，主要以混凝土桥梁见长，尤擅板式斜拉桥、矮塔斜拉桥等等，建成作品有一百多座，代表作包括甘特桥、森尼伯格桥。

莱斯利• 罗伯逊（Leslie E.Robertson，1928 年 2月 12 日-），2004 年结构工程师协会金质奖章得主，2004 年法兹鲁尔•汗终身成就奖，2011 年国际桥梁及结构工程协会奖章得主。罗伯逊毕业于加州大学伯克利分校，是全球知名的超高层结构专家，也是著名工程设计咨询公司理雅的创始人。代表作包括纽约世贸中心双子塔（2001 年毁于 9.11 恐怖袭击）、上海环球金融中心、香港国际金融中心等。罗伯逊与著名华裔建筑师贝聿铭合作颇多，香港中银大厦、苏州博物馆、日本美秀美术馆的结构顾问均为理雅。美秀美术馆的入口桥梁横跨山谷之上，糅合了悬臂、悬索、张弦结构，非常纤细优雅，获得了 2002 年国际桥协评选的杰出结构奖。

法兹鲁尔•汗（Fazlur Khan，1929 年 4 月 3 日-1982年 3 月 27 日），1982 年国际桥梁及结构工程协会奖章得主，美国工程院院士。汗出生于孟加拉，在美国伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校获得博士学位，此后一直在 SOM 工作，是 SOM 的合伙人。可以说汗是高层建筑的一代宗师，他提出并且完善了筒体、桁架筒体、束筒的概念，让 SOM 成为超高层建筑的领头羊，让人类可以在经济合理的范围内突破高度 400 米大关。代表作包括雄踞世界第一高楼名号近30 年的束筒体系的西尔斯大厦、桁架筒体的汉考克中心。在他英年早逝之后，美国高层建筑与城市居住委员会的终身成就奖以他的名字命名，颁发给对高层结构工程作出贡献的结构工程师。

约格•施莱希（Jorg Schlaich，1934 年 10 月 17 日-），1990 年结构工程师协会金质奖章金奖得主，200236建闻天下Building Structure年莱昂哈特奖得主，1991 年国际桥协奖章得主，2004年托罗哈奖得主，美国科学院院士。施莱希任教于德国斯图加特大学，学术成就包括完善了混凝土的拉压杆模型[xi]。更为耀眼的则是他的工程实践，优秀作品无数，而且花样繁多，包罗万象，大项目做的经济合理，小项目做的别出心裁。青马大桥、孟买大桥、空中客车 A380 车间、汉诺威世博会展馆、各种跨线桥、各种人行桥、各种折叠桥、各种索网塔、各种可折叠可收放屋面、各种玻璃幕墙和索穹顶„„此外，他还关注能源问题，致力于研发太阳能电站相关技术，完善了热空气流动型的太阳能电站的工艺和结构，并且已经在西班牙和澳大利亚付诸实施。另外，施莱希跟爱因斯坦、福尔摩斯这些著名的高智商人士一样，也爱拉小提琴。

塞西尔•巴尔蒙德（Cecil Balmond，1943 年 2 月26 日-）。巴尔蒙德出生于斯里兰卡，后来在英国读书，先后就读于南安普顿大学、帝国理工学院。目前，巴尔蒙德是奥雅纳的副主席，负责奥雅纳的高级几何学小组，此外还是哈佛、耶鲁的客座教授。巴尔蒙德最为著名的就是他与库哈斯、伊东丰雄、西扎等新锐建筑师的合作，将很多纸面上的炫目之作变成了现实。代表作包括中央电视台新楼、蛇形画廊、1998 年里斯本世博会葡萄牙馆、波尔多住宅等等。巴尔蒙德很有才情，热爱写作，其中《异规》一书已经有中文译本[xii]。巴尔蒙德还酷爱音乐，当年在吉他手和结构工程师之间忍痛割爱放弃了吉他手这个选择。

米歇尔•维洛热（Michel Virlogeux，1946 年-），1996 年结构工程师协会金质奖章得主，1999 年莱昂哈特奖得主，2003 年国际桥梁及结构工程协会奖章得主，2006 年弗雷西内奖得主，法国科学院院士。维洛热毕业于法国巴黎高科桥路学院，出道于弗雷西内的工程公司，是一位非常杰出的桥梁工程师，尤其擅长体外预应力、斜拉桥，代表作包括世界第一高的米约高架桥、诺曼底大桥等等。圣地亚哥•卡拉特拉瓦（Santiago Calatrava，1951年 7 月 28 日-），1992 年结构工程师协会金质奖章得主。卡拉特拉瓦毕业于苏黎世联邦理工学院，是典型的建筑结构两门抱的工程师加建筑师，作品着眼于结构的表现力和雕塑感，灵感往往来自于仿生学，追求的是一种动感的平衡，非常擅长可折叠可转动结构的设计[xiii]。作品包括各种斜塔斜拉桥、异形桥梁、复杂异形结构等等。出现在电影《变形金刚 3》中的密尔沃基美术馆就是卡拉特拉瓦的作品，巨大的遮阳格栅可以上下舞动，就像整个美术馆在展翅飞翔。

威廉•贝克（William F.Baker，1953 年 10 月 9 日-），2010 年结构工程师协会金质奖章得主，2009 年莱昂哈特奖得主，2008 年法兹鲁尔•汗终身成就奖得主。贝克毕业于伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校，是一位顶尖的高层结构专家，目前是 SOM 合伙人。代表作包括目前世界第一高的迪拜哈里发塔、芝加哥川普大厦、南京紫峰大厦、迪拜无限塔等等。结构工程是一门科学，更是一门艺术。

一个优秀结构工程师的成长，离不开扎实的理论学习和深入的37Building Structure建闻天下工程实践。从上文这些优秀的结构工程师的成长轨迹上，我们也能看出一点端倪。一所好的大学可以涌现多位师出同门的结构大师，而一个优秀的公司也能成为培养优秀工程师的一方沃土，比如同出自苏黎世联邦理工学院的罗伯特•马亚尔、奥斯玛•安曼、海因茨•艾斯勒、克里斯琴•梅恩、圣地亚哥•卡拉特拉瓦，同出自斯图加特大学的弗里茨•莱昂哈特、弗雷•奥托、约格•施莱希、维尔纳•索贝克、霍格•斯文森，同出自伊利诺伊大学厄巴纳-尚佩恩分校和 SOM 的法兹鲁尔•汗、威廉•贝克，同出自奥雅纳的奥韦•阿鲁普、彼得•赖斯、埃德蒙•哈波尔德、塞西尔•巴尔蒙德，同出自木村俊彦门下的渡边邦夫、佐佐木睦朗„„目前的中国结构工程行业，正经历着如火如荼的发展，也存在着各种各样的问题。我只是希望，能再多一些有理想、有追求的结构工程师，能再多一些适合结构工程师成长的沃土。

最后，借用日本结构工程师演讲集《充满生机的技术》[xiv]一书中的一段话，作为本文的结尾。我希望通过我们的努力，能够“让普通大众知道，在与满足于有形无实的制度、对名利无休无止的追逐完全背道而驰的地方，有很多人每天都在群策群力，对技术进行着反复的思考和实践；对结构、建筑永无止境发展的可能性进行着不断的探索。我们也期待着这种生机勃勃的活力将长盛不衰！”