建构思辨——张峥、张准结构师访谈＊

基于西安丝路国际会议中心项目的结构创作，特别邀请同济大学建筑学博士钱晨从结构建筑学的视野，对两位结构工程师张峥和张准展开联合访谈。作为同济大学土木工程学院的同窗，两位结构工程师有着各有特色的实践经历，此次讨论也延伸到了他们的其他建成项目。访谈首先从抗震性能、项目工期、工种配合、施工工序等方面讨论了结构师面临的挑战。接着，以巧做与硬做、内敛与表现、大与小几组对立概念展开了思辨性探讨，并延伸到结构师如何应对AI 时代的话题。最后，提出回归本质的方法，从原理出发、从传力路径思考，积累“结构师的感觉”。

This article is based on Xi'an Silk Road International Conference Center project.Dr.Qian Chen,a doctoral student in architec–ture,was invited to conduct a joint interview with two structural engineers,Zhang Zheng and Zhang Zhun,from the perspective of Archi–Neering Design.As classmates in the College of Civil Engineering at Tongji Uni–versity,the two structural engineers have distinctive practical experiences,and the discussion in this article extends to their other completed projects.The interview first discusses the challenges that structural engineers face in terms of seismic perfor–mance,project duration,job coordination,and construction procedures.Then,sev–eral opposing concepts,such as ingenuity versus rigidity,restrained versus expression,and large versus small,are discussed in a speculative manner and extended to the topic of how structural engineers should respond to the AI era.Finally,a method of returning to the essence is proposed,start–ing from principles,considering force trans–mission paths,and accumulating the "sense of a structural engineer."

1 结构师的挑战

钱晨：西安丝路国际会议中心近期作为中亚峰会的会场之一备受关注，恰逢李兴钢大师发起了现场参观品谈会，张准老师也参加了。以此为契机，想让张峥和张准两位老师一起交流一下结构建筑学的相关议题。那我们先从西安丝路项目开始吧，请问张峥老师，作为本项目的结构专业负责人，与gmp合作起来的总体感受大概是怎样的？

张峥：这个项目是同济和gmp合作完成的，gmp负责建筑方案设计，秉承着理性、纯净、大气的风格。看到项目方案效果图的第一感觉，非常震撼、非常具有挑战，是既兴奋又焦虑的心情，兴奋在于设计挑战和技术追求，也惴惴不安于能不能做得出、做得好。

钱晨：说到挑战，会议中心类项目通常室内空间跨度大，本项目外立面幕墙系统也属不常见的超大跨结构，加上西安是高烈度地区，在拿到项目的时候，作为工程师，直觉上觉得主要潜在的挑战是哪些？

张峥：大空间会议厅尺度是63m跨，将近四五千平方米，荷载较大，而且是3层上下叠合的。也就是说，我们要选择合理的结构形式来实现叠合式超大无柱空间，这是第一个挑战。第二个挑战是立面的两个月牙造型，其中下月牙是悬空的，我们称之为悬浮的月光宝盒。那么要在如此大尺度下营造一种轻盈飘浮感，我们自然而然想到了吊挂——上月牙通过180根圆钢管吊挂起下月牙，而上月牙自身则通过屋面结构的外悬挑来实现。这样，结构以“吊挂”的手段实现建筑“飘浮”的意象。第三个挑战和地震高烈度区有关，西安属于抗震设防8度区，地震作用大。而整个建筑的大跨度空间、吊挂月牙、以及立面超大尺度玻璃幕墙，都需要有良好的抗震性能。我们设计了地下室柱顶隔震，不仅可以减少50%地震力，保证安全性能，也可以有效控制结构构件尺度。第四个挑战就是幕墙了，怎样才能做得纯粹和通透，当时做了很多比选，有桁架式、索桁架、拉索式，还有各种格构式。最终，建筑师选择了比较硬朗、干净利落的梯子型组合截面，采用了吊挂方式，让结构与幕墙合二而一，从而实现通透的效果。

钱晨：听说这个项目工期是很紧张的，那是否对设计以及各工种交接协同有更高的要求？

张峥：确实，工期特别紧。2017年10月确定方案，2018年2月底就要求进场施工，主体钢结构要求在5月30日前完成。整个上部钢结构几万吨，要抢在做地下室、隔震支座之前采购钢板和工厂加工构件，所以我们一边做结构设计，施工单位一边做深化设计。我们当时采用BIM全三维设计，分析模型和Revit模型无缝对接轮动，印象中有好几个核对管线、门洞和钢构件冲突的不眠之夜。所以现在回过头看，当时所有参与方确实很拼、很给力。

钱晨：所以设计层面，在保证建筑效果的前提下，应该会有所制约吧？或者说结构构件选型上会有一些主动的考量？

张峥：一般类似体量和难度的项目从设计到结构封顶最少也得一年多，而如果压缩到半年，我们只能用非常规的思维来面对，尽可能使得结构体系规则化、构件形式标准化，保证高效的加工和制作。可以说，这也是会议中心项目比较特殊和具有挑战的一点。不同于通常项目的高效精细化设计，这个工程的“精细化”更多体现在设计、深化、工厂预制和现场吊装的无缝衔接和整个工程管理方面。

钱晨：外立面幕墙系统因为是吊挂在有限刚度的桁架上，支座刚度的差异性、施工安装顺序对结构的内力和变形都会有影响，所以要整合建筑、结构以及幕墙一体化设计，设计层面以及现场施工是通过怎样的措施去提高土建钢构安装精度和幕墙安装精度之间的容错率的，因为会涉及到至少土建、钢构、幕墙三家单位对吧？

张峥：其中最关键的应该是有效的施工顺序，也就是土建、钢构、幕墙三个施工单位要协调安装，工序要嵌套、交叉，并且施工组织方案要三方互认，避免推诿扯皮。为此我们设计院构思了一个可行的施工顺序，经过和业主、施工方反复讨论，最终确定了合理的嵌套式施工方案。其中最关键的一步是下月牙卸载，实现像“秤砣”一样对钢管吊柱施加“预拉力”，防止吊柱后期受压。

钱晨：说到施工工序，让我想到了大天鹅科普馆的后补段。请问张准老师，大天鹅科普馆底部支持是细密钢柱设计，是怎么考虑施工的不确定性对结构计算预留冗余的影响。

张准：我们一方面在结构系统规划时就对局部构件失效后的力学撤退路径做了考虑，另一方面通过抗倒塌验算来复核意外发生时的受力能力。所以柱子虽然看着很细，其实依旧留有足够的安全余量。具体到细节层面，一方面在施工阶段作为恒载传力路径的立柱（群柱）本就可以作为部分立柱屈曲后的力学撤退路径；另一方面对于较细的立柱，当其发生了弹性屈曲后，其承载能力也不是完全消失，而是维持在一个基本恒定的数值，这个屈曲后特性为保证结构安全提供了底层支撑。

钱晨：丝路弦月项目的角部建筑效果是挑空的，而且南侧部分位置也有内部楼板缺失，角部结构自身的侧向稳定还有两侧过来的钢拉杆的不平衡力是如何考虑的？

西安丝路国际会议中心、展览中心鸟瞰 © TJAD

西安丝路国际会议中心幕墙结构一体化施工 © TJAD

西安丝路国际会议中心竖明横隐的幕墙效果 © TJAD

大天鹅科普馆北侧 © 杨天周

大天鹅科普馆底层密柱 © 姚力

张峥：角部是通高挑空的，但力学上需要把角部做的比较刚，因为需要沿水平方向布置一些小拉索把幕墙格构吊柱整体箍住，防止地震作用下发生侧向的张开或者压缩变形，那么相对较刚的一个“fix corner”，对于实现拉索环箍效应很重要。当时尝试了多个方案，最后选择了做钢板格构角部，实现互锁。这对于整个幕墙结构的稳定至关重要。不过，现在回头来看，如果当时做得更简洁、更精致一些就更好了。

钱晨：从最终效果上看，单看月牙结构，是一个“重”的感觉，通过幕墙柱及月牙柱的悬吊，反而强化了“轻”（漂浮）的感觉，而且月牙柱和幕墙格构柱宽度上统一了600mm，设计上是有什么考量吗？有考虑过依据不同长度区分不同的构件尺寸，还是说建筑师希望达到某种统一的秩序？

张峥：结构设计真的是希望月牙重一点，可以像秤砣一样紧紧拉住吊柱、防止松弛，同时绷紧了也会减少风致振动效应。月牙的外观尺度是建筑师来确定的，结构在内设置了桁架来构建。圆管钢柱直径取600mm，也是建筑师的一个直觉判断。其实经结构计算500mm也成立，但建筑师觉得远看可能有些过细。最终，高40m、直径600mm的圆钢管吊柱群，整体来看还是很有韵律和气场的。

钱晨：入口位置有一个悬索吊桥，跨度大概有60m，这个跨度结构体系选型也会有多种选择，最终定下这个方案是基于哪些考量？

张峥：廊桥的跨度是63m，开始我们想到了桁架结构，但是至少需要3m的结构高度，建筑师觉得太厚，在南立面上远看有一条很粗的线，不灵动。我们希望最薄做到1m，于是又尝试了斜拉、悬索两种方案。最终采用悬索桥的方式，整体桥面微微呈弧形，中部1m厚、端部稍放大，悬索两端被固定在两侧的支撑筒体上。廊桥本身也为南立面大开口提供了水平约束支撑，大幅改善了整体结构的抗扭刚度。

钱晨：再回看项目，假如当初给的设计时间再长一点，您觉得哪些方面还可以做得更完美一些？

张峥：如果时间再充裕一些的话，我们可以做很多优化工作。比如，对悬索桥的节点做更多的精细化设计和工艺化处理，整体结构用钢量可以再经济一些。说实话，因为工期太紧，我们不得不留一些合理的安全储备。

钱晨：张准老师有没有印象深刻、很赶工期但是最终完成度又挺好的项目？

张准：项目中都会遇到类似工期特别赶的情况，拿乌镇互联网之光博览中心来说，记得当时是春节开始做设计，来年10月就要使用，也就是从设计到施工只有10个月。有一段时间就是边设计边施工，打基础的过程中，方案还在调整，艺仓美术馆也是类似的情况。这两个项目在开始设计时就对施工流程以及设计层面做了必要的简化，以便加快工期。

钱晨：结构体系上中间天窗位置是张弦梁，两侧是对称的刚性悬垂结构，但不是标准的有高差悬链线构形，基于紧张的工期，形态推敲上和建筑师有进行过哪些讨论和简化吗？

西安丝路国际会议中心主立面 © 是然建筑摄影

西安丝路国际会议中心悬挂下月牙结构 © TJAD

西安丝路国际会议中心入口位置的悬索桥结构 © TJAD

张准：为了赶工，建筑设计做了很多调整，比如原来的方案中屋脊弦不是平行的，这会导致两边的悬垂结构跨度不一致，重力荷载下就不是对称平衡状态，对于力学系统的规整性不太有利。所以就和建筑师协商屋脊为平行线，这样除了边跨，中间都是平衡的；再比如屋顶的悬链梁结构，实际上为了便于加工而将悬链线优化为圆弧线，而且各跨的圆弧半径为定值。除了结构几何问题上的优化，屋面构造系统也结合结构特点做了简化，悬垂梁作为檩条也作为内部吊顶直接外露表达。

钱晨：所以不用刻意精准地追求形态和力学的绝对匹配（悬链线），在这种尺度下外观差异不大，圆弧钢梁构件对于这个项目反而是更优、更合理的选择。

张准：从结构角度来说，40m跨度以及较小的矢高下两种曲线的差别并不大，再加上半刚性悬垂系统也能够消化一定弯矩。其实，如果不赶工期，我觉得也会做成圆弧线，成品热轧截面热弯就行了，毕竟极致准确的结构形态并不是这个项目力求表现的部分。

钱晨：施工过程中有没有什么需要工程师特别协调把控的？

张准：施工单位在前期深化过程中解决了大多数细部问题，另外这个结构系统虽然有张拉及悬垂受力，但系统的主次关系及受力交接还是比较简单的，主要传力节点都是铰接，张弦梁张拉过程中也没有过多的相互牵扯的次内力问题。另外，施工单位本身的技术实力很强，做了施工工序的基本技术交底后就不太需要设计全程指导了。

钱晨：长沙会展第一眼看上去也是类似的悬垂构形，最终方案选择了不太常见的下凹张弦梁结构，结构体系选型上有哪些考虑？

张峥：整个展厅屋盖形态为下凹形，从会展排水合理设置角度，雨水和雪需要从中间向两边自然倾泻，最低点在两边，天沟可以设在展厅空间以外。建筑师期望的形态是微微下凹的，用结构术语来说是垂跨比非常之小，无法采用最高效的悬链结构体系。

钱晨：所以因为垂度很小，本质上可能就是个受弯结构了。

张峥：对于81m跨度的展馆，普通的网架结构肯定是最常规的形式，也可以选择三角空间桁架或者鱼腹式桁架。相对而言，建筑师更喜欢鱼腹式桁架，但是提出不想要斜杆、只保留竖杆。同时净高要求反推算结构高度只能做到6m以内。我们尝试了鱼腹形空腹桁架，发现刚度不够，所以将下弦改为拉索，构建了张弦梁受力模式，很轻盈、很通透。然而，下凹形态的张弦梁又带来了撑杆平面外的稳定性问题，我们通过精确的分析和试验，利用巧妙的构造措施创新性地解决了这个问题，实现了“既要又要”的多重目标。因建筑及空间的要求，结构体系进行应对，但这种结构体系未必是最科学的或者说最优解，却是与建筑相平衡的。可能这就是所谓“美在合理的近旁”。

2 建构思辨：几组对立概念的讨论

2.1 巧做与硬做

钱晨：建筑师内藤广曾在《结构设计讲义》一书中写到他与结构大师川口卫先生的一段关于怎么看待现在工程发展状况的对话。川口卫说，他现在被称为“善后工程师”，本来简单的问题却要绕着弯地复杂化而变成难题[1]。

比如现在很多建筑造型都比较"夸张"，导致有些情况下结构会不得已去"硬做"，像釜山电影中心项目，悬挑85m，营造了一个巨大的城市灰空间，结构也用巨型空间结构去回应，二位怎么看待工程师在这些项目中的角色，会有无奈吗，还是觉得也是积极的挑战。

乌镇互联网之光博览中心结构图解 © 和作结构建筑研究所

乌镇互联网中心鸟瞰 © 是然建筑摄影

乌镇互联网中心室内 © 是然建筑摄影

长沙会展中心鸟瞰 © 邵峰

长沙会展中心展馆室内空间 © 邵峰

长沙会展中心剖面构思 © TJAD

张准：技术走向极致时，其内部需要存在一种很强的逻辑性加以支撑。我觉得只要在结构层面这种逻辑性是被尊重的，就不算严格意义的硬做。而对于配合建筑效果的“硬做”，其实是建筑的合理性问题，如果夸张的形态就是建筑师的意图而且也契合项目的需求与气质，那么实现这些挑战结构极限的“效果”就不是硬做。

张峥：结构设计是具有多面性的。有时，结构会作为一种建筑符号呈现；有时，结构需要巧妙构思力流传递途径来支撑起复杂的建筑形态；有时，结构也会协同建筑一起创造新奇空间体验。我觉得，有的结构呈现可能是轻盈、通透的，有的是端庄、大气的，有的是强调力量感的。并不是每一个结构都适合轻巧地做。但是，如果项目本身只有一种可供选择的结构实现方式，就回归到最简单的力学问题，不论加拉杆或是做反拱，如果能够实现，硬朗也是一种合理的美。

2.2 内敛与表现

钱晨：前面聊的项目在感官上更多感受到结构的秩序、力量，与建筑空间也契合得比较好，没有很跳脱的结构表现。还有一些项目，结构表现有时候会成为主角，可以分享一些类似的项目吗？

张峥：不同的项目可以有不同的结构表现方式，拿绍兴会展中心河上连桥项目来说，这就是力与形的完美结合，这个项目是我们自己结构团队的原创作品。

与此类似，四川长汀县驿站项目中，建筑师希望创造一种竹林意象，但考虑到曲面形态和受力特性，我们以细圆钢管仿竹来实现单曲网壳结构，表面是ETFE。通过一系列结构找形优化使得壳体尽可能受压，在建筑大形态的基础上微调以实现相对最优的传力路径，促成建筑与结构的一体化。

钱晨：这个形态应该是要结构找形来辅助设计吧？

张峥：用到了结构找形和拓扑优化技术。当我们讨论结构分析和力学性能时，本质上是谈数学、物理学和材料学，分析计算是这些基础学科在建筑结构领域的体现；当我们讨论结构优化时，本质上是在谈基于结构安全性前提下的经济性，以及对未知风险承担的心理意愿；当我们讨论结构成就建筑之美等建构话题时，本质上是在谈学科跨界和专业融合。所以这两个项目的结构表现，我们当时采用了极限思维，结构的整体稳定、构件、长细比都贴着规范，尽量做到极致。从实际建成效果看，我觉得基本表达了建筑师最初的创作构想，总体上形体轻盈、受力合理、造价可控。

钱晨：所以数字技术能够帮助结构工程师和建筑师形成互动和对话，而不是一味的被动配合。

张峥：建筑师与结构工程师之间的互动和对话是被动还是主动，其实早在高技派项目中就被讨论。对于异型复杂项目通常有两种互动方式，一种叫做“力于形生，力随形动”，建筑师先利用数字化、参数化控制来建立高阶的建筑表皮秩序，比如说一些自由的形体，结构设计去贴合，通过找形和拓扑等数字化手段，做一些受力合理性方面的建议，并且在构件和节点细部方面，尽量满足建筑需求。

绍兴会展中心河上连桥鸟瞰 © TJAD

绍兴会展中心河上连桥人视 © TJAD

四川长汀县驿站的网壳结构 © 章鱼见筑

另一种是“形于力生，形随力动”，比如章明老师设计的天津民航大学图书馆。结构工程师先将主导外力作用于形体表面，使空间传力达到最优、最高效，生成一个经典曲面。建筑师在此基础上进行美化和优化布置，经过反复几轮的互动和平衡，在科学的力学分布中展现建筑的逻辑美。

张准：接触到的建筑项目中结构大多是以一种相对暧昧的方式呈现的，但是桥里有一些结构表现会相对突出，比如坪山高级中学人行桥，结构上利用拆解的结构系统再拼凑出一个解构感的形态。

2.3 大与小

钱晨：大和小是个很有意思的话题，张峥老师可能更侧重大型公建，张准老师会更侧重中小尺度的项目，但是无论大小，结构力学的合理设计，建筑与结构的一体化设计都是相同的。但综合多方面考量，两种类型的项目又会有所不同，两位老师怎么看待这个问题。

张峥：大尺度项目或者小尺度项目，只要有一定的技术难度或技术特点，那就都需要考虑合理的结构材料选择、结构体系选型、结构传力途径、结构性能目标等一些基本内容，并要综合平衡结构合理性和建筑美。如果说有一些差异的话，主要体现在造价控制、进度管控、创新实现的难易程度等方面，尤其是造价控制。

大型项目因为总盘子大，突破1%或2%也很多。所以得把造价控制摆在比较高的位置。规模较小的项目，如果业主请了大师或者知名建筑师来打造，我想业主应该是做好多投入的心理准备的，所以小型项目可以有较多机会去尝试一些新材料、新形式，大型公建比较难。很多大项目的结构设计要面对第三方独立审核或者结构优化咨询方的背靠背分析比对，所以实现一些技术创新往往会更艰难，需要更多的耐心和投入。由于这种大项目的创新之后可能5年乃至10年都不会再有机会应用了，就会成为一种孤品。

钱晨：成为一个孤品是很不容易的。张准老师对大和小这个话题怎么看？

张准：对大项目接触的相对少一些，大部分都是中小项目，相对比较有时间跟建筑师去磨合，或者因为项目较小用一个简单的策略就可以回应设计的大部分需求，甚至那个策略就是设计本身，刚才说的造价控制问题确实也相对好把控一点。另外我觉得小项目虽然每个的特殊性都很强，不太容易用一套现成的系统加以回应，但是有些力学系统或者结构体系上的想法，可能在前一个项目里面实现困难，但是在下一个项目里稍微换一种方式就比较容易实现。猜想在大项目里这种特殊系统的迁移相对来说比较难实现，就跟你说的一样很可能成为孤品。

钱晨：项目越大制约的边界条件会越多吧，结构体系的选择、业主的要求、施工单位的水平等。

张峥：小型项目或者说网红类项目，主创建筑师的话语权相对更大，特殊材料、特殊工艺，只要业主愿意欣赏并愿意买单，整个事就成了一大半。相比之下，大型公建的刚性约束多了很多。除了常规的各项专家评审之外，还有各个参与方，包括工程咨询、工程管理、造价咨询、结构优化方等，需要应对很多东西，最后大概率是在一个行业平均认知水平上去找到一个平衡。精巧的小工程，是可以在一个比较高的认知水平上去实现的，而大型项目很难，除非方方面面碰到志同道合的人，齐心协力往前冲。

有一类比较特殊的项目就是轻型人行桥，往往结构工程师可以发挥的余地比较大，设计自由度和创新实现可能性更大。有些设计精妙的人行桥还会让人产生一种乍一看不成立、细看看又好像成立的情理之中、意料之外的惊喜感。

钱晨：那是不是做桥工程师最兴奋了，从力学出发，基本就是自己在做完整的事情。

张峥：张准老师做人行桥比较多，南京那个桥就很有特点。我们也做过几座，比如上海博物馆东馆人行景观桥。但做人行桥产值低，没面积，不能总做（笑）。

张准：南京秦淮湾大桥是个车行桥（笑）。

天津民航大学图书馆 © TJAD

坪山高级中学人行桥 ©张超

上海博物馆东馆人行景观桥 © TJAD

秦淮湾大桥 ©田方方

3 AI时代的结构师

钱晨：最近关于AIGC有着一系列讨论，大家都在争相赶着上车，业界也有不少单位在做智能设计、出图、快速给出各类工程解决方案的开发尝试，所以我们平时在做的事情会担心被AI取代吗？

张峥：建筑是一个综合性和复杂性的系统，虽然AIGC可以快速给出多个解决方案，但目前来看仍然难以处理好复杂、综合的系统工程。所谓复杂，我理解是建筑既涉及上位规划的协调，也涉及结构、机电、消防、绿化、幕墙、照明、景观、室内等多专业，可能在单个专项领域，AI可以帮助我们大幅提高效率，但综合统筹目前还得依靠人。所谓综合，是指除了上述具体问题，建筑工程还包括环境、投资、建造、经济、审计等一些列复杂流程和问题。这里还有一个很重要的方面是平衡，即平衡创新和造价、平衡工期和完成度、平衡艺术性和功能性等等。所以，一个建筑系统涉及太多分部，我们力求用好AI，把它当做一个超级工具也好、亲密伙伴也好，但设计的责任还是得设计师来承担，设计中的各种统筹协调还是需要人来处理。

钱晨：就好比我们现在使用的某些辅助设计的分析软件、工具，对于上个时代来说也就是AI，但这其实丝毫不影响那些经典作品的落地。AI更多是随着时代的发展，衍生迭代出更多维度的需求，也就是张峥老师说的复杂和综合性吧，取代我们的不是AI，是会使用AI的人。

张准：同意，在AI真正取代设计师前要达到一种社会共识，解决AI的伦理问题，感觉短时间内还是比较难的。另外，现阶段AI还是辅助设计为主，一方面简化、替代掉一部分重复性工作或者降低试错成本，另一方面虽然AI能够给出一些有创意的表达，但缺少基于现实世界底层逻辑的支撑，这些设计并不是AI具有智能或者智慧的结果。即使最终采用了AI的设计结果，也需要有经验的设计人员给予大量的合理化解释和修正来“善后”。如果这种“善后”变为常态，那是很可怕的。

张峥：AI不断迭代，确实有取代部分设计工作的可能性。但是张准不用担心，你做的项目比较特殊，市场上类似的很少，你没有足够多的样本去投喂AI，吃不饱，AI就躲开你的领域了。

钱晨：优雅的结构感觉想必也是AI很难去训练的，像从乌镇到丽笙酒店这种悬垂感觉的思考。

张准：这也是之前的好多项目一点一点变过来的，这种悬垂的尝试，除了乌镇互联网中心，之前还跟柳老师也做过悬垂的雨棚，相当于为有一些前置项目做引导，在这种基础上南京丽笙酒店会呈现出这种感觉。某种意义上也算是有样本给自己做了前置训练。

4 结构师的感觉

钱晨：前面聊到的项目有些是基于积累的类似工程经验，有的会做出一些突破性的探索，但突破也意味着要有“胆量”。结构设计最终还是一个严肃的事情，对一些结构原型是不是心里都会通过自己做的或者别人做的项目积累所谓的“工程师感觉”。

张峥：我想，我们在接受结构工程教育时候，更多关注力学原理，但是进入设计单位后，往往更多注重结构体系，那是一种经验积累或者约定成俗的套路，比如说办公楼大体上是框架结构、框筒结构、框剪结构，大跨屋盖大体上是网架结构、桁架结构。但到了有些特殊的项目，也许无法直接套用常规体系，于是就不得不从最基础的力学原理出发，结合经验、询问同行，打组合拳来解决。比如之前张准做的大天鹅科普馆、乌镇会展中心，这几个项目的结构设计的出发点不是基于常规体系的，一定要研究传力路径。从原理出发、从传力路径思考，让结构工程师成为“设计师”，而不仅仅是“分析论证工程师”，通过慢慢训练获得“工程师感觉”。

钱晨：建筑师也会激发结构师的感觉吧？

张峥：是的。我觉得建筑师和结构师的互动有几种方式，第一种是建筑师提出一个想法，结构工程师一看觉得很妙，原来还能这么做，我以前怎么没想到，然后我来计算论证，中间会有修改互动。第二种是提出的想法乍一看不可能，但是建筑师说，你再帮我想想嘛，方案做都做了。生活所迫，没办法，再努力想想，可能办法就出来了。

丽笙酒店主入口 ©王可

丽笙酒店的悬垂结构 ©张准

钱晨：一旦接招了就要充分论证、实现这种感觉。

张峥：实践中，结构设计水平的进步很大程度上是由市场竞争和建筑师、工程师的共同追求来推动、迫使的。建筑师是需求端和出题人，结构师是供给端和共同答题人。比如，上海中心的双层幕墙和扭转形态促成了柔性悬挂幕墙技术，西安丝路国际会议中心的悬浮和纯净促进了刚性吊挂幕墙技术，长沙会展中心的内凹式屋面形态推动了不稳定态张弦梁的研究，体育场看台对无支撑柱的追求推广了轮辐式张拉结构体系的应用，自由曲面的创意提升了数字技术在结构工程中的运用深度。进一步来看，结构工程师的设计创新又在一定程度上推动了施工技术和软件技术的进步，进而促进了结构工程行业技术水平的循环上升和迭代。

钱晨：有没有哪个项目在很不确定的情况下，你还是会接回来？

张准：一般不会，接下来的都是基本有了铺垫性思路的。最开始就会觉得可能大差不差，只是我要补充一些精确的论证去实现。激进不是赌博。比如和大舍合作的有很多细小立柱的项目也是从有支撑到纯框架，立柱数量在不同项目中一点点减少，需要有前序项目的铺垫和总结。

张峥：这种难度系数可以拿花样滑冰举例子，俄罗斯三套娃如果在10年前任何一个动作都能拿冠军，现在不行。这就是不断“内卷”的结果，这些动作背后是大量的训练。结构设计也是这样，背后有大量基于力学的分析、研究、试验、论证。还有一个方法是“背靠背”，没把握的时候到学校寻求老师帮忙，从学术角度来反观一下。这种训练才能保证结构设计的准确性、有效性。体育的动作失败了，下次可以再来，但我们是不能有瑕疵的。所以越是复杂的项目，我们越会“过度设计”。

钱晨：过度设计指的是什么？

张峥：就是不断论证，直到建造的时候还在反复论证，生怕哪天突然发现某个地方没考虑好。

钱晨：看到外面放了很多3D打印或者手工做的结构模型，张准老师有的项目也会做一些手工模型，看看设想的结构稳不稳，构件相对尺度合不合适等等，这应该也会有助于培养结构的感觉吧。

张峥：我们打印了很多结构模型。虽然有了电脑的精确计算、数据判断，但真实的结构呈现很重要。可以通过把玩模型看看顺不顺眼，感觉对不对，拍拍看什么地方软不软。这就是一种结构的感觉。我们做实体模型，有时候比在电脑里计算效率高。

张准：我们也尝试过采用实体物理模型的方式。尤其遇到一些几何变形非线性的时候，物理模型的力学反馈非常直观，也更容易产生直觉上的调整与设计联想，如果让电脑去计算，反而变得比较低效。当然刚才说的也是在系统相对简单的情况下。过于复杂的系统可能用物理模型的制作成本就太高了，还是用数值模拟方式更经济。

如果说结构工程师也会养成某种感觉或者直觉，我觉得和AI的学习过程或许有类似之处，大量的“样本”训练是必须的。另外如何标记“样本”很关键，一个“样本”附带的标签与标记越丰富与发散，就越容易在训练的结果中发现意外的联系，当然也需要适度的训练，避免“过拟合”，忽略掉那些意外与偶然。

上海博物馆东馆人行桥3D 模型 © TJAD

西安丝路国际会议中心3D 模型 © TJAD