当下建筑行业市场变幻莫测，与其踌躇不定，不如立足当下。为此，《建筑结构》杂志社邀请部分结构专家，谈一谈当下做的项目或遇到的挑战，聊一聊关注的那些人或事，说一说自己的周边或远方等等，报道当代结构工程师的所做、所为、所思、所想。愿为迷茫犹疑中的您带去亮光，为砥砺前行中的您加油鼓劲。
周健 华建集团结构专业总师，华东建筑设计研究院有限公司结构总工程师主要还是围绕项目在忙，在项目实践过程中体验结构设计带来的甜酸苦辣。我把这些体验归纳为感受、承受和享受三个状态：切身感受力流在结构内的传递，承受设计面对的各种压力，享受每一步推进带来的喜悦。一直记得1986年刚入学同济大学时朱伯龙老师在土木工程概论课上的一句话：“要试着把自己的身体想象成你正在设计的结构，时刻问一问自己是不是处于一个舒服的状态。”感受和控制结构的受力状态是结构设计最本质的工作。身体最舒服的状态是轻轻松松地坐着或站着（躺着不算啊！），万一被人撞一下，还得能够稳稳地保持着姿态。结构最好的状态也应该是四平八稳，各部位受力均衡，同时还具有应对意外作用的能力。正在建造中的呼和浩特机场航站楼的屋盖结构可以试着用来呼应这种状态。双向交叉的桁架结构可以轻松跨越最大58mx45m的中等柱网；柱子穿出屋面并从柱顶设置放射状索斜拉索吊挂周边桁架；ETFE气枕覆盖斜拉索间形成通透的采光天窗，突出屋面的天窗呈现出蒙古包的意象；柱子相应做成上下铰接的梭形以体现一种动态的感觉，铰接柱损失了的抗侧刚度则由额外增设的周边钢柱来补偿，使屋盖整体的抗侧能力可以抵抗风荷载和8度抗震设防区的地震作用。![]()
很多时候为了空间和功能的需求，建筑需要一个特别的形态，就像人有时需要摆一个POSE。要让这个姿态显得优美，你需要协调好身体的平衡：一条腿抬起来了，另一条落地的腿就需要特别的有力，身体也需要略略倾斜维持平衡，最好一只手还能扶一下墙以防止意外的碰撞。最近完工的一个小项目，上海静安区档案馆和社区文化中心，就是摆了这样一个POSE。为了塑造面向城市的公共文化空间形象，建筑师将展厅、小剧场、阅览室、多功能厅、展廊等众多空间嵌套叠加，并外化呈现为通透的城市景窗。该区域从立面回退15.6m范围内没有竖向构件落地，全部结构利用底部二片落地剪力墙及其悬挑经各种转换支撑而成，同时利用该区域以外的楼梯间筒体在屋面以上挑出悬臂桁架对下部结构形成悬挂，二条传力途径保证结构的安全冗余度。如果说力流在身体的传递只是想象，承受各种压力却是的结构工程师实实在在的日常。单说技术角度的压力，我觉得至少来自三个方面：项目的天然条件，建筑师的执意追求，工程师的自我挑战欲望。设计中的昆明机场T2航站楼，位于高差47m的高填方边坡边缘，场地基本抗震设防烈度为8.5度。考虑地形影响，经安评各单体所在位置的地震参数相当于8.7-9.0度，高铁、地铁从地下和楼面交叉穿越，环境条件异常复杂。主楼区域结构单体长560余米，最大高度73.2m，采用了高差9m的基底错层隔震，其中跨越高铁区采用振震双控。坐落于斜坡之上的交通中心结构单体，高铁到发线与主体结构桥建合一，无法隔震，采取了BRB和VFD的混合减震措施；由于基底位于高差18m的多级边坡台阶上，我们尝试了岩土与结构的整体分析来研究二者间的影响。建筑师的奇思妙想（“胡思乱想”）经常会不顾结构已处的压力状态，毫不手软地再添上一个压力砝码。很多时候，也正是建筑师给的这种压力促使结构去探索更多的可能性。乌鲁木齐机场T4航站楼项目，为了演绎“丝路天山”的主题，建筑师希望办票大厅的屋盖既连绵起伏又丝状流动，于是用侧天窗把整个屋面切分成条状，且每间隔一条才有立柱支撑。为了保证竖向和横向的传力路径，结构和建筑师一起对天窗开缝位置和撕开的各条屋面的曲线形态进行了细致研究，最终形成看似外形零碎实则受力完整的屋面布置。目前项目已经结构封顶。尽管在自然条件和建筑师诉求的双重压力下经常想会去设法避让，在外部压力不那么大的时候，有时又会忍不住滋生挑战一下的欲望，把自己重新带回受压状态。建设中的上海马术谷项目，看台罩棚原本可以是一个普通的悬挑桁架，在体系上没有太多变化余地的情况下，我们想从桁架形式上进行一下尝试，于是就有了半刚接节点的密腹杆空腹桁架；加上后来为了解决规划限高问题而增设的开合式灯架，一个常规项目的设计又变成了摸索的过程。项目过程中每一次的感受和承受，都会带来项目不断的推进及与之相伴的喜悦与满足，享受这一过程及其成果，是作为结构工程师最大的乐趣。今年国庆前正式投入运营的杭州萧山国际机场T4航站楼就是今年最好礼物。该项目将建筑结构的一体化表达作为结构设计的主线，助力建筑师对杭州“国际、开放、包容”城市精神和“秀雅、精致、温润”地域特色营造的尝试。▲杭州萧山国际机场T4航站楼鸟瞰照片©远洋、乔云峰、张立
▲杭州萧山国际机场T4航站楼内景©远洋、乔云峰、张立出发大厅支撑屋面的结构柱采用伞型分叉柱贴合建筑荷叶造型，下部直段采用下小上大的变截面形式，直柱底部与混凝土结构采用铰接连接，避免常规大屋盖钢柱下插入混凝土结构造成的节点处理困难问题。上部分叉为10肢，通过封边桁架与屋盖的主体网架下弦连接。出发大厅东侧的荷花谷为航站楼与交通中心的连接区域，中央布置50m高的荷花谷柱犹如出水芙蓉，分叉交织，托起屋面上巨大的采光天窗。结构设计在荷花谷柱纤细的建筑效果和空间大跨屋盖的承载与刚度需求中取得平衡，采用空间管桁架的结构形式，作为支承屋盖的一个刚度相对较小的弹性支座，主要用于改善屋盖在活荷载、风荷载作用下的跨中变形。由于参与的项目中本院建筑师原创的比例较高（文中全部项目均是），因而配合建筑师参与方案投标的机会也比较多。虽然结构在投标阶段的工作很少能对项目的获得起决定性作用，但至少有一个好处，一旦中标，项目在结构上比较有意思的概率会更高些。设计的每个阶段都会有不同的感受、承受和享受，正是这些体验构成了结构设计的无尽乐趣。最近几年对建筑结构一体化的话题比较感兴趣，也就有了一些相关的思考。比如关于好的结构的评判标准问题。从结构单专业角度评判时标准比较清晰：高的结构效率，好的性能指标，少的材料用量，新的结构技术，都是一个好结构的明显特征；从建筑师的视角，结构对建筑形态和空间塑造的贡献，对建筑功能实现的最少干扰，与建筑理念的契合度，是最关注的东西；而从业主的角度，更在意的是结构的经济性，采用技术的成熟性，建造的快速性，后期维护的便利性；再从施工方的角度，方便建造、适合现有施工条件是最期待的。不同视角的需求经常会有冲突，对结构工程师来说，只从单一结构专业的视角评估自己的设计是不全面的，需要平衡多个视角。具体到不同项目，乃至同一项目中的不同部分，各角度的权重也可能是不一样的，需要具体分析。又比如结构工程师该何时参与到建筑方案的问题。对于一个具体工程，建筑师作为总设计师，先确定建筑概念，完成从0到1的过程，然后由建筑、结构、机电等各个专业一起把1发展到10。结构因素在建筑方案一开始就应该被考虑，但这不一定意味着结构工程师必须从头就要参与，建筑师应该有一定的结构知识和基本经验来进行判断。结构工程师的过早参与，有可能对建筑师的方案自由度带来约束。我觉得结构工程师参与的最佳时间点取决于建筑师对结构规律的掌握情况，当接近建筑师对结构的理解极限时，可能是结构工程师介入的最理想时间点。这也需要建筑师对自己掌握结构知识的程度有客观的认识。还有关于对“美在合理的近旁”的理解。既合理又美观的结构肯定是最理想的，只是在难以两全时，稍微偏离结构合理性有时也可以接受。但如果将其解读为最美的结构一定是偏离最合理的结构，那肯定是错误的。当偏离结构合理性的时候，结构工程师一定要证明偏离的代价是在可控范围内的，偏离的可接受程度与具体项目情况相关，是各种因素的综合权衡。很多的实际案例都证明，当你的建筑方案让结构做得很舒服时，结构就会有更多的机会对建筑表达做出更大的贡献；反之，如果达到安全性目标都已非常困难，就没有更多的余地把结构做精彩了。为了在项目中更好地实践建筑结构一体化的设计理念，3年前我们以iStructure公众号创作人员为班底成立了结构创意团队，试图让结构创意与建筑方案有更紧密的融合。目前的体会是，把握好建筑与结构间平衡的尺度，确实很难。![]()
▲结构创意团队合影
Q3：最近的一次出国考察是什么时候，有什么收获么？2019年的国庆期间，去西班牙参加IASS2019空间结构学术会议。会议的间隙去看了向往已久的几个经典的建筑，同行的张耀康（华东建筑设计研究院有限公司结构工程院总工程师）在iStructure公众号上有二篇文章“看得见的结构和看不到的结构（上/下篇）”写了部分看到的项目，估计也就我们两个在一起的起早摸黑紧赶慢赶才能在这么短的时间内跑那么多的项目现场。对于结构工程师来说，项目现场能够带给你的感受，是远比屏幕和书上看到要印象深刻的，一些固有的结构观念在你看到实物的一刹那也许就会发生改变。每一次出游，都是一次熏陶，也是一次享受，希望不久后能够有机会再去看看外面的精彩世界。这里放两张《看得见的结构和看不见的结构》里没有介绍到的罗杰斯设计的巴塞罗那斗牛场（Las Arenas）改建项目的照片，通过V形钢撑和预制混凝土夹梁支托保留的富有历史厚重感的外墙，和脱胎换骨的内部巨型钢构，当时给我的震撼记忆犹新，记得顾磊在他的“顾盼结构-顾磊的另类游记”里也专门介绍过这个项目，那天我们在那里偶遇。作为一名结构设计人员，我觉得在自己职业生涯上有着两大幸运，一是在90年代这个我国建筑行业开始快速发展的时间点进入了华东设计院工作，从而有了很多在大项目中磨练的机会；二是在自己的设计风格尚未成型的阶段，就有幸长期在大汪总的直接指导下工作，并且这种指导伴随着我成长的每个阶段持续至今。在1996年开始跟着大汪总参加浦东机场T1航站楼钢屋盖设计之前，我还没有完整做过一个钢结构的项目，但大汪总那种顺着基本原理抽丝剥茧毫无条条框框的思考方式，很快就引导我进入了状态。耳闻目染大汪总的风采，让年轻的我对结构工程师的职业充满崇敬和期待。2002年，在大汪总的推荐下我获得了英国志奋领奖学金去英国留学的机会，一年多的学习和游历，开阔了眼界和思路，增进了对结构的领悟。后来大汪总开始让我独立负责一些大型项目，他一直鼓励我大胆去尝试，然后在后面默默地支持。每当碰到疑难问题时，我都不会特别紧张，因为我知道我的身后始终有着“定海神针”可以依靠。印象深刻的是，当我每次向大汪总请教问题或者需要他拍板定案时，他经常会说：“大家一起讨论，讨论着就相互给了信心，我的决定就好做了”。他的这种发自内心的谦逊深深地打动了我，默默决心要一生以之为榜样。还有一点让我敬佩的是，大汪总对新生事物永远充满好奇，始终处于好学的状态，他用实际的言行让我确信，结构的人生可以很精彩。![]()
周健
国家一级注册结构工程师，英国注册结构工程师，教授级高工，同济大学兼职教授。担任中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分会常务理事、中国建筑金属结构协会铝结构分会常务理事、中国建设标准化协会空间结构专业委员会委员、中国建设标准化协会预应力专业委员会委员、中国建筑学会工程建设学术委员会委员、中国建筑金属结构协会钢结构科技委员会委员、中国钢结构协会钢结构设计分会理事等社会职务，《建筑钢结构进展》编委。主要从事大跨、超高层及各类复杂结构的设计与研究工作，负责设计完成了浦东国际机场、虹桥机场、南京禄口T2、杭州萧山T4、乌鲁木齐机场T4、昆明机场T2等10余座大型航站楼和港珠澳大桥珠海口岸、天津周大福金融中心、武汉中心、G60科创云廊、长沙冰雪世界等重大项目的结构设计。多次获得上海市科技进步奖及全国优秀建筑设计奖，发表论文70余篇，审查和参编各类规范标准10余项。图片来源 | 除特殊注明外，均由作者提供
责任编辑 ：吴定燕
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