“蛻變”的背后
——創(chuàng)造型結(jié)構(gòu)工程師張準訪談
2018-10-30 08:36:42孟憲川MengXianchuan張準ZhangZhun
建筑師 2018年2期
孟憲川 Meng Xianchuan 張準 Zhang Zhun
孟憲川（以下簡稱孟）: 張準老師您好，一直想找機會向您請教,您是如何成長為創(chuàng)造型結(jié)構(gòu)工程師的?我從您很多充滿創(chuàng)造力的項目中選取了幾個作為此次討論的對象。在整理和閱讀這幾個項目的過程中，仿佛能隱隱約約地感受到您的成長，所以就先武斷地按照自己的理解，把您的成長分成了幾階段。
張準（以下簡稱張）：沒關(guān)系，確實我也沒有梳理過這些年的工作，正好借此機會梳理一下。
孟：我根據(jù)自己大致的理解把您的成長分成幾個階段。龍美術(shù)館和日暉港橋是您轉(zhuǎn)變的一個關(guān)鍵點，這兩個項目耗時比較長，對您的影響可能也比較大，所以就以這個點為時間基準點，在這兩個項目之前，想先了解下您所受的教育和一些工作情況。在這兩個項目之后，我想您又經(jīng)歷了兩類成長：一種是內(nèi)修，深入挖掘結(jié)構(gòu)作為傳統(tǒng)建筑設(shè)計要素的能力，如花草亭等項目；另一種是外練，思考如何將結(jié)構(gòu)更廣泛地與其他設(shè)計要素相融合，以便更好地為建筑設(shè)計服務(wù)，諸如東原千潯等項目。
“做點特殊的東西是比較有趣的?！?/h2>
張：那我們先從教育背景聊起吧。2000年我進入同濟大學結(jié)構(gòu)工程本科，碩士也是在同濟讀的，教育經(jīng)歷應(yīng)該和所有學結(jié)構(gòu)的學生沒有什么太大區(qū)別。如果說稍微有些不同的話，我的碩士導師是同濟大學建筑設(shè)計研究院的結(jié)構(gòu)總工巢斯老師，所以能有機會較早地接觸一些實際項目，而且是相對特殊的項目，現(xiàn)在的不少項目經(jīng)驗都與當時的經(jīng)歷有關(guān)。
孟：您說的“特殊”，是建筑形式特殊還是結(jié)構(gòu)本身特殊？
張：結(jié)構(gòu)本身特殊，比如預(yù)應(yīng)力、結(jié)構(gòu)加固、特種鋼結(jié)構(gòu)、幕墻等（圖1），大致來說基本都是專業(yè)結(jié)構(gòu)子項，在這種條件下就會接觸一些特殊的結(jié)構(gòu)類型。
孟：您是不得不做，還是主動選擇了去做特殊項目？
張：當時是可以選擇的，導師在最初時會詢問個人意愿，是想做一些相對常規(guī)的結(jié)構(gòu)，還是選擇做特種結(jié)構(gòu)。
孟：是否可以理解為您想去挑戰(zhàn)？
張：當時是這樣想的。因為做比較特殊的結(jié)構(gòu)，很多施工過程要去了解，而不是以單純的設(shè)計為主。另外，也覺得這是比較有趣的過程。做完結(jié)構(gòu)設(shè)計還能跟蹤它是怎么一步一步被實現(xiàn)的，甚至會直接參與指導最終建造，這是對全過程的了解，才算做完了整個事情。當時沒有想過這個選擇會對以后有什么影響，總覺得從頭做到尾是一個比較有趣的事情。做點特殊的東西也是比較有趣的。
孟：當時做過筒倉的改造么？
張： 那個時期做得更多的是框架結(jié)構(gòu)的改造、加固等項目，都對后來做更特殊的改造有些幫助。
孟：對于加固與新的設(shè)計之間的區(qū)別，您如何理解？
張：加固面臨的限制條件更多些，已有的保留結(jié)構(gòu)會面臨很多不確定的因素，比如老的圖紙和實際完成的情況可能有很大出入，現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)現(xiàn)對不上，有些即使有檢測結(jié)果，但實際施工時又發(fā)現(xiàn)不吻合。會有很多配合環(huán)節(jié)，施工過程中要經(jīng)常去現(xiàn)場，要不停調(diào)整設(shè)計，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場有問題，就得跟著修改。
孟：我本來想在討論龍美術(shù)館時，問您“大量的現(xiàn)場應(yīng)對您來說是否是一個新的轉(zhuǎn)變”，現(xiàn)在看來是一種自然而然發(fā)生的事情。
張：改造項目的特點就是要大量地去現(xiàn)場。單純從改造施工的角度說，其實龍美術(shù)館是比較順利的。
孟：從現(xiàn)在回頭看受教育的過程中，哪些部分是非常重要的？
張：力學很重要，尤其是三大力學，理論力學、結(jié)構(gòu)力學、材料力學，都很重要。有限元分析在學校教育中主要是教大家如何使用，里面的原理較少涉及，但這部分原理性的內(nèi)容也很重要。本科畢業(yè)時剛好選擇了有限元分析的課題，那時搞清楚了有限元分析的一些原理，還寫了一個簡單的有限元程序。
孟：很厲害。您碩士畢業(yè)后進了同濟設(shè)計院，那您在準備工作時曾面臨過選擇嗎？
張：在選擇工作的方向上，當時有兩種選擇，一種是通常的只做結(jié)構(gòu)設(shè)計，另一種是既要求結(jié)構(gòu)設(shè)計又需要處理施工現(xiàn)場。當時就選擇了設(shè)計施工一體化的工作。
孟：那當時的工作角色就已經(jīng)和傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工程師非常不一樣了，兼顧了設(shè)計與施工，或者換句話說，是否要求對設(shè)計完成度有更嚴格的控制？
圖1：特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)計
張：這樣設(shè)計中對可實施性和造價會多考慮一些，間接對控制完成度有些幫助吧。
孟：所以直面施工的挑戰(zhàn)在您一開始工作時就已經(jīng)是常態(tài)了，而非從龍美術(shù)館開始。這引出一個問題，對于復(fù)雜的工程，比較保守的結(jié)構(gòu)工程師是非?？咕艿?，特別是當乍眼看上去設(shè)計不能直接符合規(guī)范要求的時候。在設(shè)計龍美術(shù)館之前，您是否就已經(jīng)有類似的經(jīng)驗累積？
張：說到保守，可能跟審圖等外部因素有關(guān)系。結(jié)構(gòu)工程師之所以這么做，是為了應(yīng)對后期更靈活的審圖，或者是應(yīng)對后期頻繁的調(diào)整，或者是回應(yīng)業(yè)主對造價的控制?？紤]了很多因素之后，就會傾向于選擇相對保守的策略。當然這肯定也與設(shè)計費、周期等因素掛鉤。不過，對于你說的保守，是對規(guī)范的理解和靈活運用有關(guān)？
孟：對。
張：這可能是另一個方面，或許和做加固項目有關(guān)。加固項目中，經(jīng)常看到前人做的老房子，當時他們用的規(guī)范和現(xiàn)在不一樣，當時的規(guī)范放在現(xiàn)在看來是有缺陷的，或者說某些方面是不夠保守甚至是不可思議的。但那些房子也安全地使用了幾十年甚至上百年了。在這種情況下會反思，當初的設(shè)計哪些是可取的，哪些是不足的?？梢越梃b合理的部分到自己的設(shè)計中，某些結(jié)構(gòu)的處理方式，當看過前人的工作后就會認為能做或者改進之后能做，但沒看過之前就會認為不合理或不成立，這會引起一些思想上的變化。
圖2：龍美術(shù)館
孟：我說的保守還包括一種態(tài)度。比如說，有些結(jié)構(gòu)工程師認為自己做了很多實踐，在某個設(shè)計范圍內(nèi)非常熟練了，或者說在這個范圍內(nèi)，他的工作感受從最初的跌跌撞撞終于到了非常舒服的狀態(tài)，就不想走出這個區(qū)域再使自己難受甚至再次跌倒。您是否也遇到過類似情況？
張：曾經(jīng)也有。項目的設(shè)計周期不太合理的時候，會避免不了傾向采用更保守方案，或者說更熟悉的方案比較能應(yīng)對極短的設(shè)計時間。
“要能實現(xiàn)的話肯定很酷?！?/h2>
孟：這和我說的保守還不太一樣。我們先談龍美術(shù)館吧（圖2）。您介入龍美術(shù)館的時間比日暉港橋更早。您是怎么加入龍美術(shù)館設(shè)計團隊的？
張：其實當時跟柳亦春老師完全不認識。但是，工作中帶我的師傅易發(fā)安老師和柳老師之間已經(jīng)有長期的合作關(guān)系了，我是通過易老師和柳老師認識的，當時我也沒想到會有機會作為結(jié)構(gòu)主創(chuàng)參與這個項目，只是看了建筑師的方案就覺得很有意思，要能實現(xiàn)的話肯定很酷。所以比較開放性地聊了些想法。
孟：您當時看的時候方案就是傘狀的？
張：是的。當時就覺得既然建筑師都已經(jīng)設(shè)計出來了，而且結(jié)構(gòu)受力體系上也合理，就想辦法去實現(xiàn)吧。
孟：是不是傘狀的形態(tài)是吸引您接受挑戰(zhàn)的主要原因？
張：是的。當時柳老師已經(jīng)把龍美術(shù)館的傘形以及排布都想好了（圖3）。我拿到手時，結(jié)構(gòu)布置基本上就和現(xiàn)在的一樣。柳老師傾向于純剪力墻，而且布置方式也是符合受力需要的正交排布，整體是形和力吻合度很高的方案，同時遇到的問題是設(shè)備放在哪里，以及新建筑和底部原有結(jié)構(gòu)如何銜接過渡的問題。其實我當時沒有完全理解柳老師在建筑層面上的思考和理念，但對傘本身是真實的結(jié)構(gòu)這一點是理解正確的。最初曾經(jīng)想把每個傘做成單獨的，按照這個想法深化了一段時間，后來發(fā)現(xiàn)有多方面的問題，最終全部連起來了。
孟：您是指傘狀結(jié)構(gòu)之間曾經(jīng)設(shè)計的阻尼器？
張：是的。龍美術(shù)館單獨的傘狀結(jié)構(gòu)在面外受力能力相對較弱，曾設(shè)想各傘體之間通過阻尼器連接互相借力，形成整體受力同時具有一定的耗能能力。事實上，對于這么一個兩層的建筑，單純出于結(jié)構(gòu)目的這么做是稍微有點“過”了，但如果這樣真的能實現(xiàn)建筑的某些特殊要求倒也值得。最初這樣選擇是出于提供更多的設(shè)備空間考慮，但后來發(fā)現(xiàn)設(shè)備可以從剪力墻的空腔里走，再綜合考慮造價及項目周期等因素，阻尼器的設(shè)計就沒有太大意義了，最終被樓板直接連接或局部鋼骨梁連接的方案取代了。
孟：從施工現(xiàn)場的照片（圖4）看，傘狀結(jié)構(gòu)是先澆筑了Y形，之后澆筑的水平頂面是通過預(yù)埋構(gòu)件拉住的嗎？
張：不是，是Y形結(jié)構(gòu)澆筑時預(yù)留出鋼筋，再在Y形的三角空腔部分支模澆筑的，局部懸挑區(qū)域用到了預(yù)應(yīng)力技術(shù)。
孟：您在這個項目也經(jīng)常去工地，去工地的目的是為了控制施工完成度嗎？
張：倒也不全是，如果是圖紙帶來的施工問題，施工隊自然會來找，這種情況比較有限，也不一定要去工地。大部分去工地可能因為以前的工作方式是直接參與到施工，所以有去工地的習慣。如果有問題，就在工地解決。另外也因為這個結(jié)構(gòu)很特殊，包括剪力墻的空腔也很特別。自己做了設(shè)計，很想看看實際上到底是如何被建造出來的，當時主要是對清水混凝土施工技術(shù)措施上的處理方式比較好奇。
孟：我記得之前柳老師在“介入場所的結(jié)構(gòu)——龍美術(shù)館西岸館的設(shè)計思考”里提到，早期測試空腔剪力墻澆筑的時候，因為使用加強玻璃鋼通風管兼做模板，模板強度過低，出現(xiàn)坍塌，您現(xiàn)場就用手機很快算出側(cè)向力的大小，這是您的一個習慣嗎？
張：恰好那個要計算的之前剛有算過，當場就能再快速計算一次。以前做混凝土加固工程，加固用的混凝土和普通混凝土不一樣，那是一種流態(tài)非常高的混凝土，通常叫做灌漿料，它澆筑時的側(cè)壓力比一般的混凝土更大，更容易爆模。之前的教訓就是把灌漿料按照普通混凝土計算，然后模板爆掉了，在那時候特意研究過這應(yīng)該怎么去算。那次剛好是之前不久用過的。
孟：我在看您的這幾個項目時，感覺您在設(shè)計龍美術(shù)館的結(jié)構(gòu)時，還沒有出現(xiàn)為建筑師提供結(jié)構(gòu)選擇策略的設(shè)計方法。這應(yīng)該是因為您介入龍美術(shù)館時建筑形式已經(jīng)基本確定了，但是日暉港步行橋（圖5）則是一開始就介入的，所以日暉港橋設(shè)計過程中，您和大野博史老師（該項目的另一位結(jié)構(gòu)工程師）就有可能提供出很多結(jié)構(gòu)可選的設(shè)計策略。
圖5：日暉港橋俯視
圖6：日暉港橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計提案
圖7：花草亭
張：其實做日暉港橋時，還是不太懂這些的，很多結(jié)構(gòu)設(shè)計理念以及和建筑師的溝通方式都是跟大野老師學習的。這個橋主要有兩輪方案，初步設(shè)計時的方案和最終方案，前期結(jié)構(gòu)方案都是以大野老師為主導的，也是第一次看到日本結(jié)構(gòu)工程師是如何配合建筑設(shè)計，能夠做什么，又怎么去做。之后體會到原來結(jié)構(gòu)設(shè)計還可以這么做，不是建筑師說什么就一定要做什么，而是以建筑師的根本意圖為出發(fā)點，從不同角度提供合理建議，更積極地參與到建筑設(shè)計里面去。這和以前經(jīng)歷的結(jié)構(gòu)設(shè)計做法很不一樣，以前的做法更多屬于一種后合理化的設(shè)計方法。當然這和建筑師以及實際項目情況也有一定關(guān)系。結(jié)構(gòu)工程師盡早介入設(shè)計并不是唯一有效的解決方法或者發(fā)現(xiàn)新思路的途徑。另外在那個時期看了郭屹民老師對于日本結(jié)構(gòu)設(shè)計的很多介紹與總結(jié)，也對從建筑視角開拓結(jié)構(gòu)設(shè)計思路提供了極大的幫助。
孟：在日暉港橋設(shè)計的早期方案中，你們就提供了不同的結(jié)構(gòu)-形式的設(shè)計選項（圖6），例如以怎樣的結(jié)構(gòu)形態(tài)處理橋的下弦。是否這個經(jīng)歷使您進一步學會如何與建筑師更好地溝通？
張：是的。大野老師的手繪特別強，基本所有東西都現(xiàn)場手繪出來，很漂亮，更主要的是對建筑師而言很直觀。這個方式剛看到時是很驚訝的。
孟：是啊，大野老師建筑出身，出于對結(jié)構(gòu)理性的喜愛轉(zhuǎn)行到了結(jié)構(gòu)設(shè)計。我也親歷過大野老師跨專業(yè)的犀利視角。有幸受郭屹民老師邀請，我參與了東南大學研究生的木結(jié)構(gòu)設(shè)計研究課程，您也是這個課程的參與者。郭老師邀請了大野老師指導某一組學生作業(yè)。那一組的題目是在一個長條形場地上設(shè)計一個休息亭，其中一個方案的概念是把長長的紙帶沿長軸折疊后按照人的行為尺度展開，形成高高低低的臺階。大野老師看后第一個問題不是結(jié)構(gòu)的，而是建筑的：人在這樣的臺階上只有一個軸向，不方便休息或者交流。聽完后就感慨大野老師的視角非常綜合。您有沒有遇到設(shè)計中需要綜合判斷的問題，或者變通的問題？
張：有，不過日暉港橋之前更多是面對設(shè)計后期審圖時的變通問題。
孟：這是在龍美術(shù)館和日暉港橋的設(shè)計過程中學習的嗎？
張：不是，在之前的實踐過程中已有積累。因為特殊的結(jié)構(gòu)在審圖中或多或少會遇到質(zhì)疑，當然審圖老師的很多質(zhì)疑或者意見也提供了激發(fā)再思考的機會。這時候要么需要更多耐心的溝通解釋，要么重新審視原有設(shè)計作相對變通的修改調(diào)整等。
孟：所以您在做特殊結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境里就已經(jīng)接觸很多類似的情況？
張：是。主要是巢老師和易老師的言傳身教。
孟：在龍美術(shù)館的設(shè)計過程中，您在技術(shù)方面是否需要學習新技能，比如您是否樂意為此工程學習新的軟件？
張：那時國內(nèi)常用的結(jié)構(gòu)軟件是PKPM，因為和規(guī)范結(jié)合得較緊密，但其他一些軟件，比如SAP2000、ANSYS等，國內(nèi)很多結(jié)構(gòu)工程師也在用，那時倒沒有特意學習新軟件。不過對于設(shè)計軟件而言，不同的軟件就像不同的槍，打鳥用獵槍，精準打擊用狙擊槍，反過來用可能不好用而已。提前多預(yù)備幾支槍總歸是好的，但用的順手的一般就兩三支。
孟：比如說您介紹花草亭（圖7）的文章里提到了“云豎向位移圖”，花草亭時間那么短，您不太可能為了這個小項目學習一個新的軟件。
張：對。那是在用很順手的槍。
“這就是廣義的找形過程。”
圖8：藝倉美術(shù)館
圖9：柔物亭
圖10：花草亭屋面垂直變形云圖
圖11：藝倉美術(shù)館的結(jié)構(gòu)設(shè)計提案
孟：安全問題是結(jié)構(gòu)工程師關(guān)注的核心問題，但在設(shè)計中建筑師常常會無意識地就挑戰(zhàn)到了這個問題，您怎么看待？或者說建筑師是否需要了解結(jié)構(gòu)工程師把持的底限在哪里？
張：結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該主動掂量這個問題。不過安全沒有絕對的，所有情況都是概率性的，不能說做完后就保證百分之百安全。對于不同的房子，項目所選擇的指標就不一樣。設(shè)計豬圈時，沒必要采用設(shè)計核電站的標準來考量，反過來肯定也不行。有時候一些項目很難界定，這時候就需要作出選擇，不光是建筑師和結(jié)構(gòu)工程師要選擇，業(yè)主也要選擇。在設(shè)計開始前，要把這個標準講清楚。適當?shù)陌踩燃墪乖靸r得以控制，或者是建筑的效果大幅提升，但前提是，設(shè)計本身是具有合理的、統(tǒng)計意義上的、與規(guī)范對應(yīng)的安全性。
孟：類似于究竟選擇百年一遇還是選擇十年一遇的設(shè)計標準。安全問題是最根本的結(jié)構(gòu)問題，您的建議是讓建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在方案之初就有個共識，這樣能確保之后的設(shè)計更順暢。
張：其實，主要還是滿足業(yè)主和項目的最終需求。
孟：龍美術(shù)館和日暉港橋?qū)δ鷣碚f是項目上的轉(zhuǎn)變，在這個過程中您是否曾遇到轉(zhuǎn)變帶來的一些痛苦？
張：做龍美術(shù)館的時候，如果說有痛苦的話，那時比較年輕，對方案的系統(tǒng)性闡述不夠到位，使業(yè)主對早期方案的接受度不高。甚至當時自己對結(jié)構(gòu)方案選型也有過一小段時間的質(zhì)疑，但很快就過去了。做日暉港橋的時候，因為我們只做結(jié)構(gòu)方案，和施工圖設(shè)計院之間的溝通中，一些想法和對方的行業(yè)規(guī)范或者想法有沖突，這個過程中大家需要磨合。有一部分是磨合好了，有一些還留有小小的遺憾。
孟：關(guān)于磨合問題，是不是因為這個項目本身所具備的創(chuàng)造性和平常設(shè)計的項目有很大差異，所以需要磨合。
張：不完全是。有一部分是你說的這種原因，另外也有一部分原因是自己當時了解的東西不夠全面，確實沒有考慮到對方要考慮的問題，而對方所考慮的問題也是必要的。
孟：對于做這種有難度的項目，究竟是怎樣的動力能使您能持續(xù)地面對？
張：項目的設(shè)計過程都很有趣。一閃而過的想法最終轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實時會帶來很多快樂。像是看到自己的孩子在長大。
孟：所以您就有了類似花草亭這類很有挑戰(zhàn)性的項目。下面聊聊我暫時理解的、您的內(nèi)修歷程。關(guān)于這里的內(nèi)修是指對結(jié)構(gòu)的精修以及傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為選型角色的深化，所以我選擇了花草亭、藝倉美術(shù)館（圖8）和柔物亭（圖9）三個項目。先說花草亭，我的理解是，這個項目是對連續(xù)梁的一種極致追求？
張：屋面部分可以這么理解，連續(xù)梁的示意圖是花草亭的空間切片，回到三維情況還是連續(xù)的板。頂板上的加勁鋼板是根據(jù)屋面荷載對板產(chǎn)生的應(yīng)力進行布置（圖10）。柱徑的大小是根據(jù)計算確定的，但是柱的圍合關(guān)系以及整體的設(shè)計理念是建筑師控制的。
孟：在這個項目的設(shè)計與施工過程中，您有沒有經(jīng)歷一些挑戰(zhàn)？
張：這么細的柱子在當時是第一次做。也是看了日本結(jié)構(gòu)工程師做的一些作品，了解了他們對于實心鋼的運用后決定采用的。以前主要是用鋼管，在這個項目中是我第一次設(shè)計使用實心鋼。這種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體計算控制指標在當時的規(guī)范中不是很明確。但從基本的力學角度出發(fā)各方面計算下來沒問題，而且具有足夠的安全余量。另外也因為這個項目是臨時性的，才非常順利的最終實現(xiàn)。
孟：這個項目是否實現(xiàn)了您曾經(jīng)的想法？
張：云狀鋼肋的想法是在花草亭之前就有過思考的，當時看很多結(jié)構(gòu)找形的方法都是從應(yīng)力出發(fā)。這次就正好用上了。其實這個項目的結(jié)構(gòu)設(shè)計大約只花了兩天時間，加云狀鋼肋的方案是在路上走路時突然想到的，就直接打電話跟柳老師商量了。
孟：曾經(jīng)的積累真是非常有用啊。說到找形，我個人的理解藝倉美術(shù)館是對結(jié)構(gòu)選型的靈活使用，是從現(xiàn)有類型中選擇合適的結(jié)構(gòu)類型，而柔物亭是對結(jié)構(gòu)找形的嘗試，是對非典型結(jié)構(gòu)類型的尋找。
張：藝倉美術(shù)館某種意義上不算選型的方式，或許算是找形的過程了。個人理解結(jié)構(gòu)選型是指，一個建筑決定采用某種結(jié)構(gòu)類型而通盤妥協(xié)后，套入那個想要的“型”中。藝倉美術(shù)館的設(shè)計方式不同，是根據(jù)已知的各方面條件，不斷尋找到合適的結(jié)構(gòu)類型，整個過程是很開放性的過程。比如說，在發(fā)現(xiàn)場地的基礎(chǔ)施工問題之前，考慮可以在筒倉外圍做很細的柱子，支撐起新的空間。但發(fā)現(xiàn)外部因素造成基礎(chǔ)施工困難后并沒有把難度強壓給施工，而是尋找新的結(jié)構(gòu)方案，最終采用空間桁架懸掛筒倉周邊新空間的結(jié)構(gòu)方案。結(jié)合外部條件不斷作出結(jié)構(gòu)方案修正，我理解為是一種廣義的找形過程。
孟：在我有幸受肖巖院長之邀去南京工業(yè)大學給結(jié)構(gòu)專業(yè)的同學做講座時，向您要來藝倉美術(shù)館結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程圖（圖11）。我當時的理解是您從不同的已知的結(jié)構(gòu)類型中選擇了更適合建筑方案的類型。但現(xiàn)在從實踐層面的設(shè)計過程來看，您稱其為“找形”也是貼切的，因為這種結(jié)構(gòu)設(shè)計策略就是在不斷尋找合適的結(jié)構(gòu)類型與形態(tài)。這樣看來，水雁飛老師和您合作的柔物亭就屬于更狹義的找形方法了。在設(shè)計這個亭子之前，您對類似方法已有哪些了解？
張：前人作的研究，比如高迪用懸掛模型尋找屋頂形態(tài)的方法，到現(xiàn)在數(shù)字化找形的手段等，作過一些粗略的了解。
孟：關(guān)于柔物亭的找形過程，我是在東南大學的“結(jié)構(gòu)建筑學論壇”上從您的講座中了解到的，您談到了自己主動去實驗新材料在一定跨度范圍的承載能力（圖12）。
張：這個實驗和找形的直接關(guān)系不大。主要是為了測試一種新的復(fù)合材料，因為沒有找到類似復(fù)合材料使用的案例和文獻作為參考，但又要確保它的結(jié)構(gòu)安全，這時候，只能想辦法先試試它的材料性能，摸索它的力學規(guī)律，最終才能放心用它來建造。
孟：對于大多數(shù)結(jié)構(gòu)工程師而言，這種實驗方式也是一種新的設(shè)計方式？
張：倒不是。在某個領(lǐng)域或者項目里，要做規(guī)范中沒有提及，別人也沒做過的東西時需要些必要的實驗做驗證，實驗的結(jié)果可能會引發(fā)新的設(shè)計方式，但大多還是先設(shè)計好再輔助驗證的。比如特殊的高層結(jié)構(gòu)，就要去做抗震臺實驗，特殊的節(jié)點設(shè)計就要去做節(jié)點的承載能力實驗等。
孟：我們今天討論的幾個項目里，除了柔物亭做過試驗，其他的項目有做過嗎？
張：龍美做過，但那是施工工藝的試驗。是施工前澆筑的一個Mockup（等比例實體模型），但不是從結(jié)構(gòu)試驗出發(fā)的。
孟：那是否可以說這個亭子對您來說是新跨出去的一步，不同于以往結(jié)構(gòu)設(shè)計的一步？
張：純結(jié)構(gòu)技術(shù)上講做這個亭子的時候，恰巧走到了這個類型結(jié)構(gòu)設(shè)計的邊界上，就必須要測試一些新東西。但和建筑師之間的配合過程比以往更為緊密了。
孟：我從一個旁觀者的角度看您做的項目，好像常常有新的跨越，但從今天對您的訪談中，更多看到的是您一步一步積極樂觀地就走到了現(xiàn)在。
圖12：柔物亭結(jié)構(gòu)試驗
張：確實，更多地是在利用以前考慮過的一些想法，每次邁一小步，再邁一小步。
孟：作為結(jié)構(gòu)工程師，您和建筑師的合作內(nèi)容，是否包括與建筑師共同發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的某些可能性？
張：有這種情況，但最終還是由建筑師主導結(jié)果。結(jié)構(gòu)工程師在設(shè)計中的位置，就是從結(jié)構(gòu)角度提供更多可能性。建筑師作為總體控制，不僅要和結(jié)構(gòu)打交道，還要和其他專業(yè)、行政機構(gòu)、業(yè)主、施工單位打交道，涉及方方面面。建筑師作選擇時所考慮的比結(jié)構(gòu)工程師關(guān)注的更全面，所以建筑師的選擇肯定是從一個更宏觀的視野確定的。結(jié)構(gòu)工程師沒有辦法幫建筑師作這個決定，結(jié)構(gòu)工程師能做的更多的是基于建筑師的想法提供更多可能性和詳述對應(yīng)策略的優(yōu)劣。但提供的結(jié)構(gòu)思路或許可以比較發(fā)散并主動跳出結(jié)構(gòu)本身兼顧其他需求，這個過程中經(jīng)常與建筑師互相激發(fā)出靈感。
孟：在例園茶室（圖13）中，把原本作為非結(jié)構(gòu)的家具與房屋結(jié)構(gòu)整合在一起的想法，是建筑師與結(jié)構(gòu)工程師的討論中發(fā)現(xiàn)的嗎？
張：這個項目中家具的構(gòu)件融入結(jié)構(gòu)，使構(gòu)件更小的概念，是柳老師提出要求的。這個茶室對于建筑師來說可能是更往前進了一步，把結(jié)構(gòu)與建筑的一些空間結(jié)合得更緊密了，但對于結(jié)構(gòu)專業(yè)來講并沒有邁出很大一步。比如茶室屋面是花草亭屋面做法的延續(xù)，即鋼板加肋，這些都是之前項目已經(jīng)成功實施的做法了。茶室屋頂部分比花草亭增加的是排水、保溫等構(gòu)造（圖14）。不過設(shè)計這個項目時已經(jīng)和建筑師形成很好的默契，在結(jié)構(gòu)體系整合的目的性上更能順應(yīng)建筑意圖。
圖13：例園茶室
孟：例園茶室項目中有不少結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸與人體尺度的討論，對此，您有什么體會？
張：關(guān)于結(jié)構(gòu)尺度和人體尺度之間的關(guān)系，其實之前就有點感受。曾經(jīng)做過一個9層的辦公樓，建筑師希望把鋼柱做得盡量小，以便提供更多的建筑使用空間，最終采用299mm的鋼柱。我當時認為對應(yīng)那個項目而言，結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)接近極致了。完成后的整體照片來看柱也非常細，確實為建筑提供了更多的使用空間。當你走進這個空間之后，柱的尺度能夠令人忽略掉自己是在9層的辦公樓里，這是因為柱的尺度脫離了高層辦公樓的既有結(jié)構(gòu)印象，但忽略掉身處高層辦公樓之后，單就柱子這個構(gòu)件而言感受上并不細。因此，當時也想過柱子到底怎樣才是感受上的“細”。做完例園茶室時，我才明白感受上的細和結(jié)構(gòu)上的細完全是兩回事，當結(jié)構(gòu)和人體尺度發(fā)生關(guān)系，與文化發(fā)生關(guān)系時，討論的“粗細”才有意義，而不是結(jié)構(gòu)達到受力極限就細，冗余就粗。
圖14：例園茶室結(jié)構(gòu)軸測圖
圖15：東原千潯
孟：那您的這種思考是否會影響您之后設(shè)計的項目？
張：會。比如設(shè)計水雁飛老師的亭子時，就意識到這一點。之前項目里做的是60mm的柱子，其實感覺還是有一點粗，可能要真的感覺到很細，一種脫離結(jié)構(gòu)感的細，要控制在50mm以下，所以在這個亭子里就用了一些特殊的方法，然后把它壓縮到了50mm。
孟：除了人體尺度等結(jié)構(gòu)之外的問題，您在做結(jié)構(gòu)設(shè)計時也碰到建筑師嘗試用結(jié)構(gòu)回應(yīng)場地的問題。能不能談一下您和祝曉峰老師合作東原千潯（圖15）時的一些方式，因為項目中場地流線問題和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系挺密切的。
張：祝老師一開始的設(shè)想就是用疊墻的空間回應(yīng)場地。所以一開始溝通時，結(jié)構(gòu)提供了確保成立的必要規(guī)則，簡單地講就是要怎么樣搭才能大概保證結(jié)構(gòu)可行，這個階段我只提供了基本的邏輯框架，而不是仔細的計算分析。建筑師在這個邏輯框架下搭建一個他認為合適的空間形態(tài)，然后再返回到我這兒。因為我們相互之前已經(jīng)有溝通過，所以差不多90%以上都是可行的，我對個別不合適的位置進行修改，再反饋給建筑師，有兩三輪的溝通基本就差不多了。
“世界在變，你不變，就很難?！?/h2>
孟：在設(shè)計的過程中，從概念設(shè)計、方案設(shè)計到初步設(shè)計再到施工圖，每個階段您和建筑師的溝通都不同嗎？
張：是有些不同。前期是很概念的想法，配給建筑師的也就是很概念的東西，一上來太具象的話，對大家的思維會過于限制。
孟：對于概念階段的溝通方式，結(jié)合我對日本結(jié)構(gòu)工程師的些許了解，您和建筑師是否是采用彎矩圖作為溝通手段？
張：彎矩圖是一種具體的引出方式，實際操作中可以更加發(fā)散些。比如建筑前期可能是從某些使用感受出發(fā)做設(shè)計，或者從某些外觀意向出發(fā)做設(shè)計。其實做結(jié)構(gòu)也可以這樣，前期和建筑師討論的時候，可以在確保力學合理的前提下把力學（例如彎矩圖）“外化”出來的東西更多地提出來。有些建筑中，結(jié)構(gòu)是兼做表現(xiàn)元素，或者文化符號等。這些主要是源于跟建筑師合作中，慢慢了解到建筑師眼里的結(jié)構(gòu)，有很多力學之外的不同理解，基于這些理解更容易建立溝通渠道。
孟：您提到過大野老師的草圖令您印象深刻，現(xiàn)在您是否也在使用這種方式和建筑師溝通？
張：是的。因為發(fā)現(xiàn)這是一種簡單、快速、直接的現(xiàn)場溝通方式，現(xiàn)在也嘗試畫一些簡單的草圖，但畫不到大野老師那么好。
孟：與您合作的建筑師是否都是對結(jié)構(gòu)比較關(guān)注的？
張：目前合作過的建筑師基本上都是比較關(guān)注結(jié)構(gòu)的，所以合作過程也很順暢。當然越來越多的人開始關(guān)注這件事。我覺得以結(jié)構(gòu)作為契機，能為建筑提供的可能性還是蠻多的。
孟：您有沒有一些在某些項目中做過但沒用上，但在之后的項目派上用場的經(jīng)驗？
張：有的。比如一些計算技巧、分析受力的方法或者某種特殊的結(jié)構(gòu)體系等。在之前項目里嘗試了卻發(fā)現(xiàn)用不上，但在另一個項目或許就能用上。
孟：面對新技術(shù)，比如人工智能，現(xiàn)在很多結(jié)構(gòu)工程師對他們流水線式的工作方式產(chǎn)生被替代的焦慮，您對此有什么看法？
張：首先如果總做這些流水化的生產(chǎn)，只做其中一塊，或者只做同一個類型的東西，自然就會產(chǎn)生焦慮，因為這個世界變得太快。世界在變，你不變，就很難。如果有機會接觸新的事物，還是喜歡盡量嘗試新的。人工智能算法也是通過不斷嘗試新方案，總結(jié)經(jīng)驗教訓，最終“進化”出最合適的處理方案，不斷的嘗試很重要。
孟：這種轉(zhuǎn)變可能就包括從后優(yōu)化的結(jié)構(gòu)工程師變成像您今天這樣、能夠在設(shè)計早期就介入的創(chuàng)造型結(jié)構(gòu)工程師。您自身的轉(zhuǎn)變過程中，是否就面臨過某些困難？比如經(jīng)濟，因為您很多項目規(guī)模可能小，或者周期很長。
張：經(jīng)濟上倒還好，更多的面臨的是時間上的、能力上的壓力。早期需要生產(chǎn)型的項目提供面包，有趣的項目提供愛情。積累到一定程度就會出現(xiàn)有趣的愛情面包了。但總得來說，經(jīng)濟因素并不會成為堅持下去的核心問題或者主要困難，這些有趣項目在各方面都會帶來比較綿長的價值產(chǎn)出。
孟：最后一個問題。我參加建筑學本科一年級學生的設(shè)計課程教學，您作為很有創(chuàng)造力、又和建筑師合作得非常緊密的結(jié)構(gòu)工程師，可否為這些才接觸建筑學的小朋友們提供一些建議，讓他們更好的了解結(jié)構(gòu)知識？
張：日本有些寫給建筑師的結(jié)構(gòu)書其實挺好，其中有本叫做《結(jié)構(gòu)設(shè)計的最高樂趣》，郭屹民老師和我已翻譯完成，將由中國建筑工業(yè)出版社出版。里面的很多結(jié)構(gòu)概念是從日常生活出發(fā)的，很容易打動你，讓你留下印象。比如說紙，你拿著的方式就可以把多種受力概念講明白了。把復(fù)雜的結(jié)構(gòu)知識反饋到日常的、簡單的、能理解的概念，更令人印象深刻，帶來對結(jié)構(gòu)設(shè)計更為本質(zhì)的思考。所以多以結(jié)構(gòu)的視角觀察身邊的日常事物對設(shè)計很有幫助。
孟：謝謝。和您這么深入交談前，我原本以為您從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工程師“蛻變”到現(xiàn)在這樣充滿創(chuàng)造力的結(jié)構(gòu)工程師會經(jīng)歷一場痛苦的轉(zhuǎn)變，然而交談后，卻發(fā)現(xiàn)您對有趣的執(zhí)著、對合作者的換位思考、對求變的積極學習態(tài)度，自然而然地、源源不斷地構(gòu)筑著您的創(chuàng)造力。再次感謝您接受了這樣一次非常有意義的采訪。
附錄
選擇的案例
1. 龍美術(shù)館（建筑師：柳亦春）
設(shè)計時間：2011-2012 建成時間：2014
2. 日暉港橋（建筑師：柳亦春）
設(shè)計時間： 2012-2015 建成時間： 2016
3. 花草亭（建筑師：柳亦春）
設(shè)計時間：2015 建成時間：2015
4. 例園茶室（建筑師：柳亦春）
設(shè)計時間：2015 建成時間：2016
5. 藝倉美術(shù)館（建筑師：柳亦春）
設(shè)計時間：2016 建成時間：2016
6. 東原千潯 （建筑師：祝曉峰）
設(shè)計時間：2016 建成時間：2017
7. 柔物亭（建筑師：水雁飛）
設(shè)計時間：2017 建成時間：2017
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