??? 一段時間以來,由法國巴黎戴高樂機場2E侯機廳通道部分倒塌事故引起的對結構安全問題的討論成為業界甚至各種傳媒的熱門話題,由之引起的對國家大劇院以及各奧運在建項目進行結構安全再認識的聲音也不時傳起。特別是對正在設計施工中的奧運項目,按照政府決策部門的意見,建設單位組織結構有關專家逐個項目地進行了更為嚴格的結構設計安全評估。
??? 結構設計安全是我們所有從事結構設計與研究工作者必須面對和回答的問題,巴黎戴高樂機場事故是結構在其設計使用壽命初期(投入運營一年),在常規荷載作用(沒有恐怖襲擊、沒有惡劣的區域突發自然災害)的情況下發生的,就是說,一定是在結構設計或施工的某個環節給結構留下了致命的內部缺陷才造成的,這一缺陷既可能是結構設計理論方面的,也可能是結構設計構造方面的,既可能是結構材料使用方面的,還可能是建造過程中的施工質量控制方面的,等等。無論什么原因,這種結構破壞形態都是結構設計原則所不允許的,引起我們的警覺也是應該的。
??? 另一方面,我們也還是應該理性地、科學地、全面地分析和把握結構設計的安全問題。其實,追溯人類改造自然、改造世界的歷史足跡,我們還是有理由對當代結構設計理論和建造技術的發展水平感到自豪的。雖然我們現在感覺是越來越累,越來越難,但是在力學和材料科學發展的有力支撐下,我們所從事的結構設計與建造技術的發展還是基本上滿足了那些滿腦子求新求奇,求高求廣的所謂當代建筑師的表達欲望與需求的。
??? ■世界上沒有自由的結構設計師,但假如沒有我們,也就沒有建筑表達的自由
??? 建筑師設計東西,無非表達兩種需求,一種是傳統意義上的功能需求,另外一種就是表達建筑情感,或者說是通過建筑表達情感。這種情感表達方面的需求可能是來自公眾的,也可能是來自政府或領導意志的,還可能就是直接來自建筑師的美學修為的。建筑師可以利用建筑特有的元素,比如建筑材料的材質、裝飾材料的色彩等進行其建筑情感的表達,但是這種表達的效果和能力是有限的,建筑師更重要的手段則是借助結構的能力完成這一表達需求,從這個意義上說,建筑師豐富的想象力既給結構設計提出了課題、帶來了挑戰,同時也就給結構工程師帶來了風險。
??? 國家大劇院超大超深的地下結構體量,橢球拋物面殼體屋頂和圍繞殼體的環形水池都是安得魯實現其劇院功能需求與其情感表達需求的手法和元素。為了在不超越人民大會堂的限定高度內,完成劇場功能對豎向尺度的需求,“深入地下”是其自然的(也許是無奈的)選擇;橢球拋物面殼體屋頂罩住其下的三個功能劇場是建筑師進行區域空間整和的一種手段,在這塊區域上的建筑物進行這樣的整和處理我認為是必要的;建筑師設置環形水池的目的在于其制造區域寧靜氣氛的需要,這種建筑情感表達上的需求也是必要的。
??? 同樣的,在建的國家體育場(簡稱“鳥巢”)以及國家游泳中心(簡稱“水立方”)等標志性建筑,她們不單單是承載著滿足舉辦奧運會各單項體育功能方面的需求,也還要承載著通過其“別樣”的建筑形象來表達全國人民百年奧運夢想成真的情感需求,承載著要為最出色的一屆奧運會留下最出色的“建筑遺產”的使命。
??? 自然的,建筑師是無法單獨承擔這樣的使命的,必須依靠結構工程師的支持來實現其“特別”的表達需求。或者說,結構工程師在這個時侯是沒有選擇的自由的,只有絞盡腦汁為建筑師的這種需求尋找“解決方案”,于是,百年之前的理論物理學命題“泡沫理論”被結構師拿來經過有趣的數學變換,最終成了表達建筑師“看似無序的水分子結構” 的最好載體。
??? ■建筑結構形式的爭議多半不是“好與不好”的問題,而是“值與不值”的問題
??? 為了滿足建筑師們的“浪漫”需求,在傳統的結構構成方式無能為力的時候,結構設計師就必須探索新的、非傳統的結構構成方式。結構系統的基本形式,可以說已經被我們認識的差不多了,但是,這種說法只是限于基本體系,并不意味著創造新的結構形態可能性的減少,在擁有無限多樣的物種的豐富多彩的世界里,限定結構形態的類型顯然是不恰當的。
??? 結構工程師的任務就是在既要保證結構安全同時又要滿足建筑美學需求的杠桿上尋找一個平衡點。只是,世界上終究沒有免費的午餐,當各種或是張揚的、或是陌生的結構形態出現的時候,在結構材料科學還沒有長足的發展的時候,在我們還不得不用傳統的結構材料去實現這樣一個個“浪漫”的需求的時候,對結構安全的關注也就從來沒有象現在這樣引起一端又一端的“爭議”。
??? 從一個結構設計與研究工作者的角度看待這些“爭議”,我認為很多時候我們是可以在力學或規范的原則內尋找到這個“平衡點”的,隨后的問題是,這會要我們付出多大的“代價”,或者說要我們支付多大的“結構成本”?我認為對這個我們要支付的成本“值與不值”的不同看法是對建筑結構形式“爭議”的焦點問題。