建闻天下结构工程史上的灿烂群星高

1、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

2、，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

3、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

4、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

5、工程师启发和创意i v。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。

6、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

7、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

8、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

9、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（坪井善盼 Yoshikatsu Tsuboi 1907年5月27日-1990年12月6日）， 1976年托罗

10、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

11、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

12、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、LOceanografic 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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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

18、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

19、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 Vir

20、logeux，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