主持：郭屹民 GUO Yimin

東南大學建筑學院副教授

嘉賓：金箱溫春 KANEBAKO Yoshiharu

東京工業(yè)大學特任教授、金箱構造設計事務所會長

奧山信一OKUYAMA Shin-ichi

東京工業(yè)大學教授

翻譯：平輝 PING Hui

北海道大學助教（Assistant Professor）

時間：2020 年10 月5 日

結構因具有支撐建筑的功能而成立，又因其支撐的形態(tài)成為建筑的語言，從而產(chǎn)生了諸如構筑性這樣的獨立于自然的人為意義。另外，結構體的組成部件與結構內在的力的傳遞邏輯緊密相關，從而引出了關于結構合理性的討論。在結構技術發(fā)展的同時，對其意義的理解也因操作而手法化。另外，計算機技術的發(fā)展為形態(tài)操作帶來新的可能性的同時，也出現(xiàn)了對技術過度表現(xiàn)、力的傳遞淪為裝飾性表現(xiàn)的傾向。在這樣的背景下，我們應當如何認識結構，如何理解結構的性格呢？

郭屹民（以下簡稱“郭”）：今天的座談會是“特集：透明的結構”的一個組成部分，非常感謝二位老師接受邀請。

我擔任本期特集客座主編的緣由，可以追溯到去年我和金箱溫春（以下簡稱“金箱”）老師一起受邀參加了《建筑技藝》雜志社舉辦的有關結構與建筑的學術論壇。二位老師也接受了本期特集的約稿，金箱老師的題目是《從純結構設計到自然結構設計》，奧山信一（以下簡稱“奧山”）的題目是《結構的知覺》。今天希望二位老師結合各自的執(zhí)筆文章，圍繞“結構的性格”這個主題進行討論。

不論在中國還是日本，對于結構的評價有很多不同的視角，既有在結構和土木工程領域從技術層面的評價，也有近年稱為“結構建筑學”（Archineering Design）的從結構與意匠融合的角度進行的評價。結構不僅是計算公式，而且是支撐建筑的結構體。它既具有遵從自然法則的構筑性意義，又具有由其形態(tài)所產(chǎn)生的作為建筑語言的意義。也就是說，它既與結構組成部件內在的力的傳遞邏輯緊密相關，又具有構成建筑形態(tài)的意義。因此，除了技術和結構力學之外，結構還潛藏著作為裝飾、實體存在的一面。對于結構的性格，究竟應該如何去理解，希望可以請二位老師談談各自的看法。

1 結構的評價軸在哪里

郭：首先，關于結構的評價和定位的問題，相信二位老師也在一定程度上知道近年中國的結構技術急速發(fā)展，特別是在技術上的解析、解決方法上。在結構和意匠的融合這方面，日本有著長期的實踐，而中國則仍處在起步階段。首先請金箱老師談談對結構評價的看法。

金箱：如何對結構進行評價，需要從不同層面去討論，既有與建筑設計有關的層面，也有純技術的層面。在這次的特集文章中提到的“純結構設計（Pure Structure Design）”和“自然結構設計（Natural Structure Design）”正是要說明這個問題。20世紀的現(xiàn)代建筑，認為意匠表現(xiàn)與結構在視覺上取得一致的直接表現(xiàn)就是好的。然而最近，這種單純的“純結構設計”的評價軸漸漸失效了，所以提出了一個能更具有廣泛含義的“自然結構設計”的評價軸。

要討論對于結構的評價，首先要討論以什么為標尺。僅僅以力學合理性為目的去設計建筑就可以了嗎？這顯然是有問題的。建筑設計所創(chuàng)造的具有活力的形態(tài)、讓人感動的空間，需要用怎樣的架構和材料去實現(xiàn)，重要的是從這個角度去思考結構，而非單一的力學合理性。著名的結構師坪井善勝（Yoshikatsu Tsuboi）曾經(jīng)說過：“美在合理的近旁。”雖然要努力逼近合理，但合理并非絕對唯一的標準。

也就是說，不存在固定的評價軸，不同的項目根據(jù)其規(guī)模、選址、功能、設計理念等條件，評價的標尺也會發(fā)生變化。當然，力學作為普遍的條件參與到評價軸的構成當中，但并非絕對標準。對于建筑結構統(tǒng)一的評價方法，我覺得是不存在的。

郭：對于結構師來說，理想當然是要設計出好的結構，但到底什么才是好的結構呢？規(guī)模大小、建筑類型等條件都有可能使不同建筑的結構評價軸完全不一樣。對于結構師來說，與建筑師合作時一直保持不變的立場是可能的嗎？

金箱：我認為，相對來看，好的結構是存在的。不同規(guī)模的建筑評價基準當然也不同，另外，是相同形狀空間的累疊，還是不同形狀空間的混合，這些都是考量結構方式的變量。

無視建筑設計的真正目的，只考慮結構是沒有意義的。如果要追求結構的力學合理性，讓柱子上下貫通、所有跨度均等是最合理的，但這樣的結構對于建筑來說是否合適則是另一個問題。重要的是配合建筑設計做出高效平衡各方面條件的結構，并非追求經(jīng)濟合理性，而是適合建筑本身的結構，或許可以說是綜合意義上的合理的結構，這樣的結構應該是存在的。

2 結構要素所具有的兩層意義

郭：最近，我調查了中國關于結構方面的獎項，獲獎建筑基本上都是大跨度或具有復雜結構的建筑。或許是因為大跨度更容易突出結構的存在感，復雜的結構解決更容易得到技術層面的評價。而在日本，或許因為小規(guī)模的建筑相對更多，結構和意匠的融合也會成為評價選項之一。

1 中野本町的家，伊東豐雄，1976

奧山老師也設計了很多小規(guī)模的住宅作品。在住宅規(guī)模的建筑中，對于建筑師來說什么是好的結構呢？

奧山：筱原一男（Kazuo Shinohara）老師曾多次說，即使是在小住宅設計中，如果不設定一個結構的主題（不管主題多細微），就不能成為建筑的表現(xiàn)。從初期的小住宅設計開始，就一直貫穿著這個問題意識。我也受到了很深的影響，一位通過個人住宅的設計聞名世界的建筑師所說的這句話是多么意味深長。

我想中國和日本的情況是很不一樣的，日本大學的建筑學科原則上工程技術和設計教育是一體的。特別是東京工業(yè)大學（以下簡稱“東工大”）的結構技術非常強，金箱老師就是當中的佼佼者。我也是在這樣的環(huán)境中接受的建筑教育，所以在設計的時候，結構、功能，還有造型、空間，通常會同時考慮。但是，如果作為一名建筑師的真實感受來說的話，也會有這樣的情緒——如果不用考慮結構之類的技術問題就能造出建筑的話就最好了（笑）。

伊東豐雄（Toyo Ito）在設計“中野本町的家”（White U，1976，圖1）時，使用了“形態(tài)素（Morpheme）”這個復合詞，讓建筑的要素全都浮起來停在空中，也就是讓形態(tài)素在空間里浮游的意象。像這樣，不考慮耐久性等技術問題而只想專注于空間和形，相信不少建筑師都抱有同樣的感覺。

然而，在現(xiàn)實中這樣的建筑不能成立，必須要有物理技術的支撐，特別是結構作為最強的存在進入建筑設計的領域中。另一方面，像柱、墻這些作為結構的要素，在作為建筑支撐物的同時，也開始獲得了特別的文化意義。建筑師會將這部分意義再次反饋到自身的設計當中。這就是從僅為使用用途服務的作為設施的“房子”，到作為屬于文化領域的“建筑”得以成立的瞬間。

按照這個思路，對于剛剛郭老師提出的建筑規(guī)模大小的問題，也能發(fā)現(xiàn)超越規(guī)模層面的其他視點。柱和墻這些架構要素，除了具有支撐建筑的意義，或許還被投射了象征性的意義。建筑的結構，是讓建筑作為實體而成立的不可或缺的要素，與此同時，它與建筑空間和形的構成交織在一起，共同組成建筑表現(xiàn)的世界。郭老師提出的“透明的結構”，其實背后也潛藏著如何理解結構要素參與到建筑表現(xiàn)的世界當中的問題吧。

郭：是的。即使結構師在設計的時候把結構承重部件和非承重部件明確區(qū)分，但在面對實際建成的房子時，尤其普通人根本分不清哪些是結構部件，哪些不是，在真實的物質世界中辨別結構與非結構是非常困難的。所以我想，結構和建筑本來就是一體的。為什么在設計的時候要分開來考慮呢？

當然，正如剛剛奧山老師所說的，即使在住宅中，除了支撐的功能，結構還漸漸開始具有了作為物質、形態(tài)的意義。這時，結構具有力學原理的同時，還進入了其他意義的世界。因此，作為意匠的結構與作為結構的結構，會呈現(xiàn)出完全不同的狀態(tài)?！巴该鳎═ransparency）”指的就是結構明明存在，但人在視覺上卻難以分辨，既沒有完全隱藏，也沒有完全裸露，是一種在知覺層面的存在。剛剛提到的大規(guī)模、大跨度建筑的結構是比較容易理解的，也和這一點相關。

金箱：不同規(guī)模的結構，架構的存在度是不同的。大規(guī)模建筑的結構受力學合理性的影響更強，某種程度上需要設計一套結構的邏輯。而小規(guī)模建筑的結構，即使犧牲些許力學合理性，也不會對經(jīng)濟性造成太大影響。另外，小規(guī)模建筑的主體結構和非主體結構的關系更加模糊，因而結構在視覺上難以區(qū)分。因此，不同規(guī)模的結構設計在難度上也是不同的。

3 非主體結構的設計

郭：我們之前在結構建筑學研究中心（Archineering Design Research Center）1一起進行過非主體結構的設計?；蛟S您也知道，在中國結構設計的周期非常短，對樓梯、雨篷、扶手這些非主體結構的設計，結構師只有很少的時間。對于結構師來說，非主體結構的設計時間比重多少為合適呢？

金箱：在日本也是主體結構的設計占大部分時間。非主體結構的設計時間，多的時候也是20%左右，一般情況會更少。這也和建筑類型相關，例如一般的辦公樓就不會占太多時間。

郭：原來如此。在日本，即使是非主體結構的部分，如果意匠上對節(jié)點、架構有特殊要求，結構師也會配合嗎？

金箱：結構師會參與樓梯、雨篷的設計，但外裝、內裝通常不會參與。在日本，外裝和內裝設計基本上是實際的生產(chǎn)廠家直接參與，建筑師會在設計階段與廠家開會討論來決定設計方案。

但如果遇到特殊情況，結構師就會參與設計。例如，普通的天花吊頂基本都是生產(chǎn)廠家直接參與并決定做法，但如果是尺度較大的大堂、門廳，或者是非常規(guī)的天花形狀，就會需要結構師參與。另外，如果常規(guī)的外裝材因為特別高的層高而變得超常規(guī)，或者在中空空間超規(guī)格的墻面上使用時，超出了通常的內外裝施工體系，需要在裝飾面和主體結構之間做一個過渡的結構，這時也需要結構師的參與。

不過，最近也出現(xiàn)了立面工程師（Fa?ade Engineer）這樣的工種，專門負責立面部分的設計。

郭：原來如此。對于建筑師來說，細節(jié)的設計有時候對空間整體的意匠非常重要，在和結構師配合時，關于細節(jié)的討論會到怎樣的深度呢？

奧山：很難界定是到怎樣的深度。意匠設計會參與飾面顏色、材料、金屬部件的選擇，在這些細節(jié)上也會花相當多的時間，很難計算細部設計在各階段所占的比重。不過，可以明確地說，實際去看一個建筑的時候，如果樓梯、扶手、雨篷這些非結構構件沒有經(jīng)過推敲的話，整體的造型、空間不論多么好，作為建筑的魅力都會減半。不過，我并非想要推崇密斯（Mies van der Rohe）“上帝在細節(jié)中”的格言，反而同時要提醒自己不能拘泥于細枝末節(jié)，陷入“只見樹木不見森林”之中。但是，能夠把非主體結構與主體結構視為同等地去考慮，介入技術的視點去思考建筑和身體尺度，這一點不論對于結構師還是建筑師來說難道不重要嗎？著眼于這種超越尺度的架構表現(xiàn)，或許也是“透明的結構”這一主題的一個側面。

4 何謂建筑的合理

郭：剛剛二位都提到了“合理”這個詞。奧山老師曾經(jīng)提到，像密斯那樣的建筑師，即使結構上存在不合理，也要實現(xiàn)空間造型和構成。對于這樣的建筑師，結構師會持怎樣的立場呢？

金箱：如果通過這個建筑能創(chuàng)造出有價值、有社會意義的東西，就應該設計為其服務的結構。結構是否合理，通常是為了盡量降低結構造價而被討論，如果是即使花費更多資金也值得建造的建筑，結構就應該配合其實現(xiàn)。低造價的結構僅僅是經(jīng)濟上的合理性，雖然這也是重要的，但并非絕對。對于是否合理的判斷，依據(jù)不一樣，結果也會隨之變化。

郭：對于建筑師來說，討論是否合理，不僅是結構的合理性，更多的是在于意匠的合理性吧。金箱老師所說的結構合理性非常容易理解，更多的是從效率的角度來討論。但建筑的復雜性不能僅僅從效率來看。那么，到底何謂建筑的合理呢？

奧山：建筑的合理，是很難定義的。日文的“合理”就是“合乎事理”，中文應該也一樣吧。談到合理，自然會聯(lián)想到現(xiàn)代主義建筑中的理性主義（Rationalism，日文譯為“合理主義”）建筑的實體形象。不過細想，這當中的“理”到底是什么的“理”呢，其意義會因“理”之所指而改變。尤其是建筑，并非必須是機械的形象，也并非必須是簡潔的設計，即使是非常復雜的裝飾，如果這樣的裝飾是所合之“理”，那么就可稱之為“合理”。

但是，由于佩夫斯納（N.Pevsner）、吉迪恩（G.Giedion）、班哈姆（R.Banham）等建筑史家們所論述的現(xiàn)代主義的機械形象過于鮮明，這一形象與意大利理性主義（Italian Rationalism）合為一體，在建筑界中 “合理”的形象就被如此固化了。然而，意大利理性主義中，既有像特拉尼（G.Terragni）那樣客觀理性的設計，也有像利貝拉（A.Libera）那樣帶有古典主義感性的設計。在這當中，“理”的矛頭也有微妙的不同，這也是“建筑的合理”這個問題的微妙之處。

結構也是如此，或許金箱老師也是同樣的態(tài)度，并沒有非此不可的唯一解，結構設計也有各種各樣的解法。是否符合所追求的建筑意象，或者是否符合結構師和建筑師雙方的意象，在不同項目中的“理”由此決定。所以，是力學層面的“理”，還是剛剛金箱老師所說的造價層面的“理”，像這樣，如果沒有一個前置的形容詞，是無法討論“合理”這個問題的。

金箱：建筑的合理、意匠的合理是存在的嗎？理性主義（Rationalism）是眾多主義（-ism）中的一個嗎？

奧山：是現(xiàn)代主義（Modernism）中的一個“-ism”。

金箱：當時的“理”指的是什么呢？是功能主義嗎？

奧山：不是功能主義。理性主義是第二次世界大戰(zhàn)期間在意大利法西斯政權下興起的建筑藝術運動，與政治和社會問題交織在一起。以此為前提，把柱、墻、樓板這些構成建筑的基本要素徹底還原成抽象的形態(tài)。因此，意大利理性主義的立足點是形態(tài)論，而非功能論。對這些要素還原程度的不同，在特拉尼和利貝拉的作品風格的差異中都有體現(xiàn)。

郭：迎合消費社會的、最為經(jīng)濟的生產(chǎn)方式被認為是正當?shù)?。當時的理性主義在意匠設計中被理解為，視覺上的抽象形式就是“合理”理念的象征。當然，不管這些形式是否能真正地反映“合理”，但歷史上確實存在這么一個時期。

House F，剖面圖

2 House F，坂本一成，1988

奧山：剛剛金箱老師提到的功能主義，其實也不是一個簡單的概念。曾經(jīng)有一個學生這樣說明自己的設計：“目標是實現(xiàn)像功能主義那樣的簡潔的美?！臂啾疽怀桑↘azunari Sakamoto，以下簡稱“坂本”）老師對此評論道：“對功能主義的理解方式不同，你的設計目標也會被完全顛覆?！臂啾纠蠋熢谶@里指出的是，功能主義并不等同于簡潔，而是要追究功能的依據(jù)所在。例如，在設想一個工具的時候，如果是以單一使用目的為前提的話，那么就要不斷精煉，但如果是以多功能為目的去設計的話，就有可能得出形態(tài)復雜的結果。這番對話或許會對學生造成心理陰影（Trauma），但正是如此認真對待概念的定義，建筑學的討論才能得到鍛煉。在結構領域，應該也有這樣的情況吧？

金箱：“理”“合理”的定義，應該就是具有某種普遍性吧。例如在結構領域，力學的合理性就具有普遍性，不論是誰都能做出相同的判斷。但是剛剛所討論的在意匠領域關于“理”的解釋，似乎不太一樣。

郭：確實不太一樣，不過還是存在普遍性的?，F(xiàn)代主義運動在某種程度上也可以理解為追求普遍性的運動，當時應該也出現(xiàn)了作為普遍性的“理”。

奧山：普遍性也是很難定義的，還有像歷史性或者說真實性（Authenticity）這樣的詞。建筑經(jīng)過漫長的歷史熏陶，成為我們文明的一部分，也許當我們感受到與之相通的部分的時候，作為普遍性的“理”會呈現(xiàn)出來。

5 結構設計的個性

郭：剛剛提到的普遍性，如果反過來說，與之相對的就是個性。在意匠的領域，每個建筑師都會有自己的個性，結構設計師也會有自己的個性嗎？

金箱：當然有（笑）。結構包括普遍性的部分和個性的部分，普遍性的部分建立在力學基礎上，不能敷衍，也不能回避。但架構的構建方式、材料的使用和細部的做法是個人可以自由設計的部分。而在決定了材料和構建方式之后，要對所設計的架構在各種外力干擾下的性能進行驗算，也就是結構解析，這是屬于普遍性的部分，解析的結果不會因人而異。之所以說結構不會騙人，也就是在這一點上。對于遵從力學規(guī)律的結構，我們可以提出各種各樣的構建方案，這就是結構計劃、結構設計。

郭：不過，結構主要還是為意匠服務的吧?？梢哉f，結構的個性從屬于意匠的個性，結構師的個性會因此受到限制，也就是說結構師在設計上的自由度會比建筑師低吧。奧山老師會根據(jù)每個實際項目的特點選擇與不同的結構師合作嗎？例如，比較擅長鋼結構的或者擅長輕薄結構的，等等。

林江：中山大學嶺南學院經(jīng)濟系教授、博士生導師，中山大學港澳珠江三角洲研究中心副主任，兼任中國財政學會理事、海峽兩岸關系研究中心兼職研究員、廣東省財政學會副會長等職，研究領域是財政理論與政策、區(qū)域經(jīng)濟與金融

奧山：我在建筑設計中沒有追求結構上雜技般的新奇表現(xiàn)，不會特意根據(jù)項目選擇特殊的、在某一方面力求表現(xiàn)的結構師。這樣的結構師在實際設計過程中應該很難合作吧。

郭：也就是說，不希望和太有個性的結構師合作嗎？（笑）

奧山：我不認為結構師只是輔助實現(xiàn)建筑師的構想，而是應該和建筑師共同設計。雖然最終會把建筑師的名字作為設計者放在顯耀位置，但結構師實際上就像棒球的投球手一樣重要。所以，我和結構師合作的態(tài)度并不是找他們實現(xiàn)我的設計而已。當然，也不是說只要想法一致和任何人都能合作。例如，想法異常頑固的人，或者雖然親切但專業(yè)能力不足的人，也是很難合作的。（笑）

當年坂本老師設計House F（圖2）時，我作為負責人參與設計的時候有過這樣一段經(jīng)歷。老師去找某位結構師咨詢意見后，垂頭喪氣地回到研究室對我說：“奧山君，結構師說最好別做這樣的結構”（笑）。后來又去找了另一位權威結構師，得到了完全相反的結果——方案得到了肯定，并鼓勵我們進行下去——這樣才看到了實現(xiàn)的希望。第一位結構師并非不能實現(xiàn)坂本老師的想法，只是他不同意那樣的架構構建方式，不想設計這樣的結構。也就是說，建筑師和結構師的想法是相背離的。像這樣，如果結構師的想法過于單一，最后只能做出他想實現(xiàn)的結構，這也不是理想的合作方式。同樣，建筑師也不能固執(zhí)己見，無視結構師的意見。

因此，建筑師和結構師之間理想的合作，需要通過雙方的“交感”在溝通和討論中互相啟發(fā)，才能得以實現(xiàn)。當然也會有激烈討論的時候，這時也需要以雙方保持靈活通融的態(tài)度為前提。

郭：金箱老師就非常靈活，一直都能保持通融的姿態(tài)，給我留下了很深的印象。

金箱：首先，為了不給中國讀者帶來誤解，想要回應一下奧山老師剛剛的話，當時第一位結構師那樣的情況，在日本是很少見的（笑），或許是一種認為結構對建筑處于支配地位的想法。

需要注意的是，如果結構設計者一心想著要創(chuàng)作結構的話，可能會產(chǎn)生別的問題。雖然設計的是結構，但創(chuàng)作的并不是結構，而是建筑。如果缺乏這個意識的話，和建筑師的交流只能停留在結構上是否能夠實現(xiàn)的層面上。結構師所要承擔的角色，是要找出最適合這個建筑的結構。這單憑結構師并不能完成，需要和建筑師一起探索。

想要設計一個這樣的空間，要怎樣才能實現(xiàn)呢？像這樣從最初的空間意象開始與結構師對話，才更有趣。在我合作過的建筑師當中有很多這樣的。例如青木淳（Jun Aoki），他雖然非常理解結構的重要性和效率，但在最終的建筑作品中不會積極地表現(xiàn)結構。在合作過程中，他會主動分享自己所構想的空間意象，描述想要實現(xiàn)怎樣的空間。聽到這些話，會覺得一起設計很有意思。所以，相比一開始就提供加入了結構的圖紙，還不如提供一個還沒成形的圖紙，這樣結構師的個性或許能夠更容易展現(xiàn)。

3 宇土市立網(wǎng)津小學校，坂本一成，2011

4 網(wǎng)津小學校競賽效果圖

奧山：想再補充一下剛剛關于House F的話題。這個建筑的構架是讓柱子從樓板向外懸挑，柱子的上端通過細長斜向的二次構件支撐屋頂。當初第一位結構師的意見是，為什么不把柱頭都連起來，那樣結構上才是合理的。但是坂本老師的建筑意象的前提是，寧可讓柱子粗一點，也要保證柱子和樓板是相互獨立的，由于在這一點上沒有達成共識而無法合作下去。

還有一個關于建筑師和結構師合作的例子，就是坂本老師和金箱老師合作的“網(wǎng)津小學校”（圖3），是一個薄殼連拱屋頂?shù)慕ㄖ庀蟆５谝淮谓o金箱老師看方案時，也被認為很難實現(xiàn)。有意思的是后來的合作過程，問題在于如何解決拱頂產(chǎn)生的側推力。簡單的解決方案就是用拉桿把柱頭都連起來，但和House F一樣，坂本老師意象中的柱子是自立的。于是，后來有了在屋頂上方布置梁的方案。然而這個方案的造型超出了坂本老師可以接受的范圍。再后來，應該是在和金箱老師的對話中產(chǎn)生的想法，也就是調整柱子跨度和平面，提出了通過加入箱形構件承擔水平側推力的解決方案。最終實現(xiàn)的建筑，與其說造型上的獨特，不如說是屋頂連拱所形成的韻律賦予了建筑獨特的性格。這就是建筑師與結構師合作的有趣之處，如果建筑師只堅持最初的方案不變，硬要結構師去實現(xiàn)，最終的建筑也只能是一個牽強的結果。如果結構師非要把柱頭連起來才認為結構是合理的話，設計也無法向前推進。任何一方固執(zhí)己見，都不能實現(xiàn)像坂本老師和金箱老師在這個小學校中的相互推動的設計合作。

金箱：可以從競賽效果圖（圖4）中看到最初的方案，細細的柱子上覆蓋著拱頂，這個屋頂重量要比House F大得多。當時我也想了很多辦法，既要解決曲面結構的側推力問題，抗震設計上也需要一個框架，于是提出了在上方設梁的方案。坂本老師提出異議的方法也很犀利，當時坂本研究室的學生根據(jù)我的方案做了模型，然后叫我去開會。到了研究室，就面對著那個模型開會，四周學生圍了一圈，都是我曾經(jīng)在設計課上教過的學生?？纯茨Ｐ途椭肋@個方案的建筑外觀不盡如人意，坂本老師卻故意問我覺得怎么樣，當時的情形實在是讓我太羞愧了。（笑）

我當時馬上就明白了，這個方案被否決了。不過，結構就是這樣的誠實，用這個方法往下做，實際并不是理想的樣子，后來就開始拼命改進。最后的方案是，作為取消梁的條件，增加水平的部分框架強度，同時把450mm×750mm的柱子加粗到900mm。結構設計上通常都會希望把柱子做細，這里反而是通過把柱子變粗而達到不需設梁的目的，對這些條件的取舍都是由坂本老師來判斷。最終的結果令人滿意，但進行過程真是拼了命呀。奧山老師和塚本由晴（Yoshiharu Tsukamoto）老師都在看著，不能丟臉啊?。ㄐΓ?/p>

郭：當初看到拱頂這么薄的時候，我也非常驚訝。

金箱：只要滿足條件的話把拱頂做薄沒問題，最難的還是結構的條件和建筑的意象之間的磨合。（笑）

郭：日本的結構師，由于年齡、教育背景等不同，個人風格也會不一樣?；蛟S可以認為這是結構從技術到設計、從技術的普遍性到設計的個體性轉變的一種自然結果吧。

6 結構設計的地域性

郭：如果從更大的范圍討論個性的話，比方說，日本的結構師和歐洲的結構師，我覺得地域差異挺大的。不論從工作方式、材料，還是最終實現(xiàn)的結構的感覺?？梢哉f，日本的結構師在某種程度上也和風土、歷史相關，這也是一種個性的表現(xiàn)。二位老師的看法如何呢？

金箱：我覺得，日本和歐洲存在兩個差異。首先，日本的結構設計者肩負著應對地震等災害的重任。建筑的安全性是社會關注的重要話題，非常重視抗震性的問題。與重力不同，由地震產(chǎn)生的力存在許多不確定性，而發(fā)生的頻率又非常小，所以要進行精細的設計，確保建筑在經(jīng)歷大地震時即使受損也不會倒塌。這或許與中國有相似之處，重視安全性是與歐洲的其中一個差異。另一個差異是生產(chǎn)體系的不同，在歐洲有很多以手工制作為前提考慮的部分，正是這種工匠文化和技術讓精細的細節(jié)觸手可及，讓一些新的想法可以變?yōu)楝F(xiàn)實。而在日本，尤其是近年，像這樣稍微想要改變一下的細部設計很難實現(xiàn)，造價會變得很高，匠人也越來越少。

郭：確實如此，近年的歐洲也從之前像卡拉特拉瓦（S.Calatrava）那樣追求結構表現(xiàn)的空間漸漸變?yōu)槔w細、輕薄、不像結構的結構表現(xiàn)。最近在中國，像和作結構的張準的結構設計作品也體現(xiàn)出這個趨勢。

5 國立代代木體育館，丹下健三，1964

6 國立代代木體育館軸測圖

奧山：我是這樣想的，正如你所說的，像體育館這樣的建筑單體更容易對結構有直接的表現(xiàn)。丹下健三（Kenzo Tange）設計的1964年東京奧運會“國立代代木體育館”（圖5，6）就是一個很好的例子。像這樣功能單一、結構設計與建筑空間設計一體化的建筑過去比較多，而最近的建筑變得越來越復合化了，我覺得這是其中一個原因。

另外一個原因是，像立面工程這樣的非主體結構最近也受到設計的重視。當然，非主體結構也要承受風力和地震力，雖然沒有建筑倒塌帶來的損失嚴重，也要保證安全性。隨著立面工程作為建筑設計的一部分越來越受到重視，主體結構也受其影響，漸漸追求更輕更細的結構體，以及像家具設計一樣的結構設計和節(jié)點設計。這在某種意義上可以說，在結構工程中對非主體結構的設計要深入到什么程度，是今后的一個重要課題。

郭：這也與本期特集主題“透明的結構”相關?，F(xiàn)在可以看到兩個發(fā)展方向，一個是從真實的結構轉向抽象的結構，另一個則是利用復雜性去創(chuàng)造新的結構形式。表面上看這兩個方向似乎完全不同，但在解析方法上其實沒有太大差異。同樣，這些新的結構形式和過去的結構形式，本質上也沒有看上去的差異這么大。

金箱：關于解析，新的變化還是有的，這和剛剛地震的話題相關，最近的計算機模擬技術有了很大的進步，這一點可能中國比日本的發(fā)展還要快。模擬技術給建筑造型帶來的變化，可以從超高層建筑上看到，現(xiàn)在越來越多變化豐富的形態(tài)都能實現(xiàn)了。如果回顧歷史，你會發(fā)現(xiàn)，日本在30年前還只能建造形狀規(guī)則的超高層，因為復雜的造型在當時無法解析。而現(xiàn)在有了很大變化，最近的最優(yōu)化算法備受關注，對于不規(guī)則的形狀要如何布置構件才能達到力學最優(yōu)，可以根據(jù)計算機模擬的結果去探討，也有人利用這樣的新技術在做設計。但是，我對此還是持懷疑態(tài)度的。

這與剛剛奧山老師的話也是相關的，郭老師所說的結構變得越來越抽象，在小規(guī)模建筑、立面上確實能夠感到這種變化。不過，主體結構還是結構的王道，比如說超高層的技術其實并沒有突破性的進展，只是技術本身變得越來越成熟。

日本現(xiàn)在最有意思的領域可以說是木結構，技術上還有很多有待開發(fā)的部分，尤其是出現(xiàn)了各種各樣的構件交接工法，不論在技術上還是建筑設計上都有很多可以挑戰(zhàn)的地方。另外，我最感興趣的還是建筑變得越來越復雜的趨勢，在設計這些復雜建筑的結構時，肯定會帶來相當多的變化。這也和復合結構相關，未來將有很多可能性。

7 AI·信息技術和結構設計者的工作領域

郭：隨著AI和信息技術的發(fā)展，現(xiàn)在只要在計算機軟件上輸入一個數(shù)值就能得出結構的最優(yōu)解，而且都是可視化的操作界面。像這樣誰都能操作的結構計算技術，是好事還是壞事？非結構專業(yè)的人也能輕易地進行操作、計算和判斷，這對結構師來說今后的工作領域會擴大還是縮小？

金箱：應該是會擴大吧，只要按一下鍵盤就能得出結果的計算只占結構設計很少一部分。

郭：誰都能算，這樣的結果有說服力嗎？（笑）

金箱：這種不需要思考的計算應用范圍很窄，只有在樓板全都是平的、完全相同的平面疊起來的情況下才能算出結果吧（笑）。確實可以用它來計算那些設計條件完全確定的結構，但實際上在結構設計過程中這些條件不是完全確定的，例如建筑的復合形式、基地的特殊條件，還有剛剛說到的立面結構方案，涉及許多不同的專業(yè)，需要在配合調整的過程中逐步明確設計條件。另外，像抗震改造、建筑和土木工程的邊界領域等，還有許多有趣而尚待開發(fā)的領域。所以能夠用自動計算得出結果的建筑只占很少一部分，對于適用于這種計算的建筑可以普及應用。當然，現(xiàn)在的結構設計中，用計算機運算的部分確實越來越多了。

郭：但是，這個計算過程全都被信息化了，在黑箱中進行的計算存在風險嗎？

金箱：確實有風險。大概10年前我曾聽說，在中國會用兩個不同的程序對一個建筑進行計算，如果兩個解相同就可以認為結果是正確的。我對這樣的方法也是存疑的。

我現(xiàn)在還堅持著動手計算，不論多大規(guī)模的項目，即使是超高層都會簡化成一個非常簡單的結構模型，用大概半天時間親自計算。用手算的方式驗證計算機的演算結果這個環(huán)節(jié)很重要，之后的深化可以通過改變參數(shù)來進行。不過，完全依賴黑箱計算的趨勢確實越來越明顯了，這是一個問題。

郭：對此，我也深有同感。在跟日本結構師開會討論時，他們能馬上手算，當場把結果告訴我們。但是在中國，雖然也有很少一部分結構師現(xiàn)在慢慢能邊討論邊計算了，但大部分結構師基本上是開完會回去用計算機，只能會后告訴我們結果。像這樣完全依賴計算機解析，我覺得是有問題的。手算其實是一種模擬，真的可以完全放棄這種模擬嗎？當然，還有一個現(xiàn)實問題：據(jù)說中國的結構計算的組合方式比較復雜，客觀上導致了手算很難完成。不過在我看來，手算并不完全是一種計算，更應該是一種結構師用手的方式對結構形式的一種意識化的理解過程，有點像建筑師通過草圖細化構思的過程。

金箱：日本最近也有這樣的趨勢，確實有點傷腦筋。建筑基本法的條例越來越細，各項研究成果疊加而成的公式也變得越來越復雜。這樣的公式很難手算，需要靠計算機。

郭：金箱老師可以呼吁阻止這種趨勢嗎？（笑）

金箱：很難。公式變復雜，雖然對設計者來說是負擔，但國家認為這樣能提高安全性，大部分人也支持，問題在于現(xiàn)在的社會專業(yè)人士不被信賴。

8 在傳統(tǒng)建筑結構中可以學到什么

郭：隨著計算機技術在優(yōu)化設計中的應用，建筑結構和形態(tài)都有了新的變化。尤其在歐美國家，現(xiàn)在流行通過形態(tài)操作得出結構的最優(yōu)解。我常常被問到，在這種新的設計方法中，過去的正統(tǒng)結構方案是否還適用。

通過計算機形態(tài)操作得出的流線形曲面，似乎可以存在于任何地方，不需要考慮地域文脈，形態(tài)的生成只跟計算機操作有關。現(xiàn)在會聽到一種聲音，要創(chuàng)造新的形態(tài)，只能依靠計算機。針對這種說法，我們有可能從過去有效的結構形式中創(chuàng)造出新的結構形態(tài)嗎？

奧山：或許您也知道，東京晴空塔（Tokyo Skytree）的結構有一部分參照了傳統(tǒng)寺廟中五重塔的結構技術，也就是通過心柱增強塔狀構筑物穩(wěn)定性的結構思路（圖7）。這樣的結構形式在一般建筑中不常用，而在這里與現(xiàn)代先進技術得到了結合。另外，還有過去從中國引入的傳統(tǒng)木造技術，通過小尺寸的構件層層探出，支撐深深出挑的屋檐，也是因木材硬度低且具有彈性的特點而使這樣的結構形式成為可能。結合材料特性進行結構解析并不簡單，但我想今后也會出現(xiàn)參考這些傳統(tǒng)技術的新設計。傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代技術能否有效地結合，并不在于單純意義的引用，而是為了突破單一的解法，在摸索更多樣解法中的其中一種切入方式。

但是，這是否與地域性相關，就很難說了。中國和日本的建筑本是同根同源，日本又不斷從周邊引入了各種技術，在學習過程中發(fā)展成日本獨有的東西。在國土遼闊的中國也同樣，在發(fā)展過程中肯定受到了各種文化的影響。因此，只是在當代這個時間節(jié)點某些特點被限定在特定的地域罷了。如果追根溯源，可以說全都是融合的。日本著名的建筑史家伊東忠太（Chuta Ito）就有著宏大的世界觀，他認為帕提農(nóng)神廟和法隆寺的源流都來自印度的犍陀羅國，由此傳播到東西兩極（圖8）。希臘和日本的發(fā)展連成一線，當然中國也參與其中。

我并不是要證明這種看法正確與否，而是想要強調從這個角度去認識世界是重要的。但是，隨著各種事物經(jīng)年累月的堆積，確實產(chǎn)生了文化之間的差異。我認為這種差異相比于建筑這樣的視覺對象，作為人的感覺、情感所留存的可能性更高。

歐洲文化中，有一種連空間也視為形式的強韌精神。但在西洋人的文化中，空間被認為是不可見的，不能用實體概念去描述，因此產(chǎn)生了虛空這一無常而美麗的概念。在我們東洋人的精神中，仍留存著這種虛空的感覺，即使看待結構時或許也帶著這樣的感性。

郭：無意識的感性確實會在某種程度上反映到設計中。但是，如果今后全都依靠計算機技術去找最優(yōu)解了，這部分感性恐怕也會消失吧。

奧山：是的，剛剛說的那些感覺、情感也許會逐漸消失。

郭：通過計算機可以計算出更多的流線型建筑，但在這個過程中不會回望過去，只顧看向未來。

9 結構需要教到什么程度

郭：接下來想談談結構教育的話題。我發(fā)現(xiàn)，金箱老師給東工大三年級學生出的題目多是大空間的課題（圖9a）。受此啟發(fā)，我們在東南大學的本科三年級開始，也設置了以大跨空間結構為主題的結構建筑創(chuàng)新設計課題，希望學生們將結構知識轉變?yōu)榭臻g形態(tài)的操作手法。從結構教育來看，大跨建筑更能讓學生體會到結構設計嗎？

金箱：大空間的課題，比較容易從結構角度出發(fā)去思考，達到通過力學原理設計架構的訓練，也就是鍛煉學生在設計建筑時具有力學合理性的意識。不過，正如剛剛奧山老師所說，任何建筑都必須要有樓板、柱、墻的支撐才能實現(xiàn)，在設計大空間以外的建筑也需要具有結構意識。

其實，我和奧山老師還有教另一個非大空間的課題，在功能比較復雜的條件下同時考慮結構設計（圖9b）。這個課題的教學方法與大空間略有不同：首先，不受任何制約讓設計自由發(fā)展，這是一個重要的環(huán)節(jié)。在設計意象形成后，再考慮用怎樣的結構將其實現(xiàn)，然后把結構反饋到設計上，目標是讓學生理解這個設計過程的重要性。學生在設計時，經(jīng)常會有人認為只要畫上柱子和承重墻就等于考慮了結構，但重要的是這些結構體的存在是否有被反饋到建筑設計中。不僅是學生，有些職業(yè)建筑師也會出現(xiàn)這樣的情況。

7 東京晴空塔（2010）和法隆寺五重塔（7 世紀末—8 世紀初）的心柱減震體系

8 希臘神殿和法隆寺金堂的比例比較

建筑師中，當然也有人能在自己的意識中構建結構，但重要的是，能否判斷這個結構對于建筑來說是不是好的結構。我在做結構設計時，希望建筑師能告訴我是一個怎樣的建筑意象，為此希望如何布置結構。從建筑師的意象出發(fā)，能更容易找到適合這個建筑的結構線索。如果能知道這個建筑的設計意圖，就能找到與之對應的各種解法，在這些解法中必定能找到具有建筑意義的、適合這個設計的好結構。

郭：當學生要把書本上的結構知識轉化為形態(tài)操作時，總會覺得上手有些困難，似乎缺了某些關鍵性的聯(lián)系。那么，對于意匠的學生來說，結構知識需要掌握到什么程度呢？（笑）我經(jīng)常被學生這樣問。尤其中國與日本不同，建筑設計與結構、土木工程屬于不同的學院，大多是分離的。

剛剛奧山老師說自己在設計時會同時考慮建筑意象和結構。奧山老師您對結構掌握到什么程度呢？（笑）

奧山：很難具體說明到什么程度，實際和結構師開始討論后，會注意到有一些當初自己沒有設想到的力介入在架構當中。不過，我在設計的時候，會對力的傳遞有一個大致的設想。不論是垂直力還是水平力都存在力的傳遞，比如，從墻體傳遞到樓板，再由核心筒最終傳遞到地基。對于力的傳遞的設想根本所在，是當在某些地方不希望出現(xiàn)柱子或墻體的時候，能夠同時思考要如何在其他地方確保承擔力的傳遞的構件。又比如說，因完全不希望出現(xiàn)墻體而改用框架結構時，就必定要預料到柱子會變粗。當然，如果不希望全都是粗的柱子，某些地方想讓柱子變細時，就要同時設想在看不到的地方加入承擔水平力的構件。我認為，建筑師對結構起碼要有這樣的考慮。

以此為前提和結構師合作，之后的發(fā)展就有趣了。既會有超乎自己的預料、設想能更加向前推動的情況，也會有被認為設想完全不切實際、結構建議和自己的空間意象不符的情況。這些結構建議會成為推動下一階段設計的契機。如果把與力學原理和結構相關的內容交給結構師全盤負責，就會失去建筑設計中可以再次推敲的重要機會。這樣的建筑師僅僅是在做裝飾設計而已，這是關鍵所在。同樣，結構師也要在理解建筑師的設計意象的基礎上，提出與設計匹配的結構方案和細部節(jié)點的建議。如果在結構設計中忽略建筑意義的話，也就僅僅是在做結構計算而已。如果建筑師和結構師都能在彼此的立場上考慮的話，就能圍繞建筑設計展開相互激發(fā)的討論。

金箱：說到建筑師需要對結構理解到什么程度，對我來說，就是不要把結構看作是累贅，不要太貪心。也就是說，如果認為結構是累贅，既要減少柱子的數(shù)量，又要柱子變細，所有的結構都要做到最小最薄，那就太貪心了。我常常跟學生說，結構是自由的，各種可能都能實現(xiàn)，除了讓建筑浮在空中之外，因為結構是不會騙人的。從力學原理來說，只要有一根柱子就可以實現(xiàn)支撐。一根柱子對于桌子的尺度來說還好，但是，如果要只用一根柱子支撐一個平面大概10m寬的住宅，柱子的直徑就要做到3m，這是不切實際的。這時就要考慮結構的效率，例如柱跨與梁高的關系要如何平衡。另外，由于日本受地震影響較大，也有根據(jù)水平受力決定梁的截面尺寸的情況。不過，也可以通過在其他地方布置承擔水平力的構件來調節(jié)空間，從而增加建筑的自由度。也就是說，如果在某些部分布置承重墻，其他部分的結構尺寸就能變小。所以，需要有取舍，明確什么是最重要的，是要樓板盡量薄，還是要柱跨盡量大，明確優(yōu)先考慮的部分，然后在其他部分增加結構的強度。

9 東京工業(yè)大學建筑設計制圖第三：與結構設計教育相結合的建筑設計課題（a 組為2019 年度第 2 課題“覆蓋下的風景-都市空隙的設計”優(yōu)秀作品，b 組為2019 年度第1課題“與都市的密度和速度相呼應的建筑 ：設有 300 人實驗劇場的Hikari 第 2 百貨樓”優(yōu)秀作品）

10 加爾水道橋（Pont du Gard），B.C.15

從這個意義上說，結構的最優(yōu)解不是唯一的。對于建筑來說，最好的結構是能夠突出設計中最重要的部分，并為此在其他部分予以輔助的結構。這樣的結構僅憑結構師或建筑師都是不能實現(xiàn)的，需要通過兩者的對話過程，才能創(chuàng)造出具有多樣性的作品。

郭：某種程度上，結構也不是全都能教的。結構中的很多感性成分或許不能通過教學獲得，那是一種建筑學層面上的意識吧。然而，建筑師總歸需要面對結構師，來完成他們對建筑的構想。對于結構師來說，是更希望和具備結構知識的建筑師合作，還是完全不了解結構的建筑師合作呢？（笑）

金箱：與知識無關，而是不要過于貪心，要懂得節(jié)制和平衡的建筑師才好。當然，對結構有一定理解力會更好。

10 是否需要了解結構的歷史

郭：聽說有位中國的結構專業(yè)老師曾告訴學生，在技術領域不需回望過去，只需了解最新技術。我覺得這樣的看法是危險的，回溯技術的發(fā)展也有其意義所在。不過，即使是在世界范圍內，關于建筑結構歷史的書籍與意匠的歷史相比，真是少之又少。

金箱：了解歷史是非常重要的。在結構師川口衛(wèi)（Mamoru Kawaguchi）老師的課上，經(jīng)常能聽到關于結構的過去，從過去的例子中引出結構的重要原理，另外學習過去失敗的例子也是非常重要的。例如，飛扶壁（Flying Buttress）的誕生，是因為早期建造的拱經(jīng)常塌掉，所以發(fā)明了抵抗側推力的飛扶壁。同樣，鋼結構最初的應用不是在建筑，而是從布魯內爾（I.K.Brunel）等工程師設計的橋梁開始。當時所謂的鋼結構（只有鑄鐵或煉鐵）不論是材料還是結構形式都與今天不同，所以也能從中了解到不同的材料與結構形式之間的關系。

當我們要挑戰(zhàn)創(chuàng)新的時候，從歷史中所學到的會幫助我們預判新技術所隱藏的危險性。當然我們也可以從自身的失敗中總結經(jīng)驗教訓，但在日本只要在實際項目中失敗一次，作為工程師的職業(yè)生涯也就結束了（笑）。因為在自己的工作中不允許失敗，所以通過過去的例子學習尤為重要。所以，我不太理解為什么那位中國老師說只要看向未來。

郭：東工大有關于結構歷史的課嗎？

奧山：東工大并沒有為結構歷史獨立開設課程。但是，建筑史的老師，除了樣式史，也就是關于形的變遷史之外，也有可能結合包括結構在內的技術視點去教建筑史。剛剛也提到，東工大的建筑學科在工程領域非常強，即使是建筑史的老師也很關注工程技術。例如，已經(jīng)退休的藤岡洋保（Hiroyasu Fujioka）老師的專業(yè)領域雖然是近現(xiàn)代建筑史，但他對結構、設備、玻璃制造等近代以來引進的各種技術都非常感興趣，可以推測他在建筑史的課上也會涉及這些話題。

另外還有一個相關的經(jīng)歷。如果在普通的綜合性大學，大學博物館的運營可以由人文系的老師擔任，藏品收錄與整理都會有周全的計劃并得到執(zhí)行。而東工大是純理工科的大學，對博物館的意識比較薄弱，幾年前才終于成立。在設立當初我就作為委員參與運營，發(fā)現(xiàn)除建筑以外的其他工科老師幾乎都不理解學術檔案的重要性。這也和剛剛郭老師提到的那位中國老師一樣，他們只關心與未來直接相關的最尖端的技術，而關于理工科的歷史，認為只要由人文系的老師教授技術史就足夠了。不論是機械系、電氣系還是材料系，對學術檔案有足夠認識的老師非常少，有的老師還會說這些過去的文物扔掉也無所謂，或許在各個領域進行前沿研究的理工科老師們的想法大概都是這樣吧。中國的結構專業(yè)老師，基本上都是在專門進行工程研究的科系，有這樣的想法也是自然的。

郭：原來東工大也有這樣想法的老師。

奧山：不過日本的結構師基本上都出身于建筑學科，也對文化層面的建筑感興趣。也就是說，一開始他們因為喜歡建筑而選擇了建筑專業(yè)，后來只是碰巧分到了結構領域而已，這是和中國最大的不同之處吧。（笑）

郭：這就是原因所在吧。

金箱：也許是的。說到歷史，一般建筑史會追溯到古代的木結構建筑、古希臘羅馬時代的西洋建筑。結構的歷史也應該考慮追溯到什么時代，從何教起。但在大學期間沒有時間可以深入細致地教，給學生講授并讓他們掌握最尖端的技術，就幾乎花費了大部分時間和精力。

郭：如果讓金箱老師來教結構史，會從何教起呢？

金箱：還是要從古希臘羅馬說起吧，古羅馬水道橋（圖10）的拱結構和石砌的關系就很有意思。而說到近現(xiàn)代建筑，工業(yè)革命以來的歷史是必不可少的。17、18世紀以后，鋼鐵和混凝土這些經(jīng)濟材料出現(xiàn)的來龍去脈也是需要了解的。

郭：確實是的。

下面請允許我作一下總結。不能否認，結構既具有作為建筑技術的一面，同時又具有工藝藝術的一面。如果認為結構僅僅等同于枯燥的公式，那是對結構的誤解。我想，今天通過二位老師對關于結構的不同方面所談論的見解，為結構的性格勾勒出一個大致的輪廓，希望能夠成為我們今后理解結構的重要線索。非常感謝！

注釋

1 結構建筑學研究中心（Archi-neering Design Research Center）是由東南大學建筑學院、東京工業(yè)大學社會環(huán)境理工學院建筑學系、華東建筑設計研究總院三方于2017 年11 月共同成立的學術研究機構，旨在推動建筑結構、設計和技術的融合與創(chuàng)新性的研究。

圖片來源

圖1 來源于《新建築》（日本），1976 年11 期；圖2～4 來源于Atelier and I 坂本一成研究室官網(wǎng)；圖5，6，10 來源于《新しい建築のみかた》，由建築知識出版；圖7 來源于株式會社日建設計官網(wǎng)；圖8 來源于伊東忠太所著“法隆寺建築論”一文，1893年刊登于《建築雑誌》（日本）；圖9 來源于《ka044》東京工業(yè)大學建筑設計教學年鑒（2020）。