人法地,地法天,天法道,道法自然,尋求符合自然的結(jié)構(gòu)體系,是結(jié)構(gòu)概念的追求。不過(guò)對(duì)此也只能神往一下,一是自己天賦有限,不知道能學(xué)會(huì)多少,不知道多長(zhǎng)時(shí)間可以有所領(lǐng)悟;二是要謀生,畫圖,學(xué)習(xí)現(xiàn)在要用的各種工具,考證等等,偶爾看到就神往下,可以不會(huì),但要知道高人處處有,各種高級(jí)計(jì)算并不是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的終極追求,概念設(shè)計(jì)才是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精華。土木工程是一個(gè)崇高的行業(yè)。它的魅力在于把人類的想象借助科技力量加以實(shí)現(xiàn),同時(shí)為人們提供住房,創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì),提高生活質(zhì)量。這就是土木工程師的職責(zé)。
——赫伯特·胡佛(工程師,人道主義者,美國(guó)第31任總統(tǒng))

1。歷史與現(xiàn)狀
耶魯大學(xué)畢業(yè)的詹天佑的歷史,就是在清末和民國(guó)初年的與英國(guó),日本,德國(guó)的工程師的抗?fàn),與現(xiàn)在的西方工程師來(lái)中國(guó)的爭(zhēng)奪設(shè)計(jì)權(quán)和施工權(quán)毫無(wú)差異!與西方合作過(guò)的人都有深感,其中微妙關(guān)系。詹天佑先生的人字鐵路就是突破常規(guī)的想法,就是概念設(shè)計(jì),規(guī)劃的合理設(shè)計(jì),因地制宜,自強(qiáng)不息,驅(qū)除韃虜。
土木工程設(shè)計(jì)師,必看電影:《詹天佑》!!強(qiáng)烈推薦!現(xiàn)狀與當(dāng)時(shí)是多么的相似!清朝的王爺千般阻撓,武斷指揮,克扣工程款。事情更不好辦。
中外合作和較量的本質(zhì)。倘若詹天佑復(fù)生,看到北京南站,上海南站,武漢新站,廣州新站等一個(gè)個(gè)重大工程前期的概念設(shè)計(jì)大權(quán)旁落,天佑是何等心情?!
洋人工程師就成了突破“專家審查”,有效途徑,中國(guó)專家又怕洋人,一百年都沒有變!特別新CCTV之后,尤其是CCTV新樓之后,基本給世界一個(gè)信號(hào):中國(guó),錢多,人傻,快來(lái)!
專業(yè)的,非專業(yè)的,中國(guó)通洋人都來(lái)到中國(guó),他們讀的歷史和中國(guó)方面的書,比中國(guó)人讀書都多,他們深知中國(guó)的現(xiàn)狀,他們一直研究中國(guó)的歷史,,每月讀2本中國(guó)書,我曾經(jīng)笑著對(duì)一位洋人工程師朋友講: “你在中國(guó)獲得成就遠(yuǎn)遠(yuǎn)比歐洲大的多!”他笑點(diǎn)頭,這句話比較有意思的。
和這位朋友打過(guò)幾次交道,出現(xiàn)分歧的時(shí)候,拍桌子大罵發(fā)生過(guò)一次,盡管大罵過(guò),這點(diǎn)和中國(guó)人不同,他們不計(jì)較大罵,照樣笑嘻嘻地,洋人厚黑功底比較深。
中國(guó)的資質(zhì)審查制度,只能給中國(guó)的留下施工圖設(shè)計(jì),在重大的項(xiàng)目工程中,尤其是典型的建筑工程中,概念設(shè)計(jì)和方案設(shè)計(jì)基本被西方把持,
留給中方的僅僅是價(jià)格低下,耗費(fèi)時(shí)間和精力的一些基本上是查核規(guī)范的工作,這個(gè)又是中方擅長(zhǎng)的,樂不思蜀,控制權(quán)和決斷權(quán)仍然要競(jìng)爭(zhēng)。
基礎(chǔ)設(shè)施方面,李國(guó)豪等老一輩在南浦大橋的建設(shè)成功,奪回了重大橋梁的設(shè)計(jì)權(quán),
比較一下西方知名大學(xué)麻省,耶魯,卡耐基梅隆,斯圖加特,蘇黎世高工與中國(guó)知名大學(xué)同濟(jì),清華等的教科書和課程表,以及哲學(xué)教育,就知道民用建筑方面需要一代甚至幾代的努力,或許會(huì)趕上,超越。
也就是民國(guó)期間,我們的建筑工程師們建造了一大批杰出的結(jié)構(gòu)工程,杭州錢塘大橋,中山紀(jì)念堂(上部鋼結(jié)構(gòu),下部混凝土結(jié)構(gòu)),包括新中國(guó)建國(guó)以后的建筑結(jié)構(gòu),如北京火車站,上海同濟(jì)大禮堂等等一批當(dāng)時(shí)在物資極度匱乏的境況下,研究土木工程史就知道當(dāng)時(shí)處于前列,歐美的在工程師很驚訝中國(guó)的水平。當(dāng)時(shí)西班牙,德國(guó),瑞士,墨西哥等國(guó)際友人注意到了中國(guó)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。
現(xiàn)在呢,各類軟件充斥整個(gè)設(shè)計(jì)院,真?zhèn)斡邢拊涑庵袊?guó)設(shè)計(jì)院,黑匣子充斥設(shè)計(jì)院,標(biāo)準(zhǔn)圖集充斥設(shè)計(jì)院。比如樓梯配筋,厚度按照標(biāo)準(zhǔn)圖,要知道樓梯一般是現(xiàn)澆筑混凝土結(jié)構(gòu),與結(jié)構(gòu)整體澆筑在一起,K型支撐作用哪里去了?一位助理結(jié)構(gòu)工程師拍桌子講PKPM就沒有考慮,全國(guó)都沒有考慮,也罷,居然某些大院老總也如此認(rèn)為!結(jié)構(gòu)程序的出現(xiàn)很大程度的減輕了計(jì)算工作量,當(dāng)變成黑匣子的時(shí)候,又把設(shè)計(jì)師眼睛上蒙上了一塊黑布,標(biāo)準(zhǔn)圖又是一匹瞎馬,業(yè)主的“科學(xué)發(fā)展觀”的鞭打下,可謂“盲人騎瞎馬,夜半臨深池”!
<規(guī)范加一體化結(jié)構(gòu)程序 >—— 迫使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成為東拼西湊的計(jì)算機(jī)程序的操作者和規(guī)范條文限值的查對(duì)者!汶川地震讓人震驚,震驚的是大量的框架結(jié)構(gòu)并沒有按照規(guī)范的屈服機(jī)制屈服,地震烈度高不能回避對(duì)“他殺”,“自殺”的核心問(wèn)題。
不識(shí)大梁真面目,只緣身在此板中。
陳青來(lái)先生,平法表示的確是一次創(chuàng)新,圖紙表達(dá)方面的創(chuàng)新,極大解放了繪圖工作,機(jī)械部總院(中元國(guó)際)1994年鄧潘榮,周廷垣教授請(qǐng)陳教授率先推廣,復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,是一次很大的革新。國(guó)際其它發(fā)達(dá)國(guó)家采用了梁的表示方法見下圖:具有借鑒之處。

2。距離結(jié)構(gòu)真實(shí)是近了遠(yuǎn)了?
近代土木工程從十七世紀(jì)中葉到二十世紀(jì)中葉的約300年間,經(jīng)歷了最初以伽利略、牛頓和虎克所創(chuàng)建的力學(xué)理論為標(biāo)志的“奠基時(shí)期”(1660-1765)和以英國(guó)工業(yè)革命為標(biāo)志的“進(jìn)步時(shí)期”(1765-1900)以及第一次世界大戰(zhàn)前后包括20世紀(jì)30年代歐美各國(guó)大興土木的“成熟時(shí)期”(1900—1945)。尤其現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)誕生,有限元的強(qiáng)大實(shí)力,一切結(jié)構(gòu)成為可能!結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由了!果真如此嗎?
我們大學(xué)的博士,碩士,在學(xué)習(xí)彈性,塑性,大舉進(jìn)軍彈塑性的時(shí)候,又有誰(shuí)去到現(xiàn)場(chǎng),又有誰(shuí)了解我們的建造者呢?我們的農(nóng)民兄弟!也有人稱他們是:文盲+流氓!當(dāng)我們的塑性設(shè)計(jì)進(jìn)入執(zhí)行階段時(shí),是不是早已經(jīng)進(jìn)入了超塑性了!
歐拉、貝努力的平截面假定大大解放生產(chǎn)力的時(shí)候,當(dāng)克拉夫動(dòng)力學(xué)如一盞亮指引人前進(jìn)時(shí),混沌來(lái)了,抹煞一切結(jié)構(gòu)工程概念,將結(jié)構(gòu)變成0110時(shí),上帝笑了!
半個(gè)世紀(jì)前混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)如此美妙!

3。結(jié)構(gòu)概念與有限元工具?
對(duì)老少皆學(xué)習(xí)花費(fèi)大量精力學(xué)習(xí)有限元,土木工程有限元,航空工程有限元的時(shí)候,學(xué)習(xí)完成之后,擺出大有登天入地之勢(shì)!如果不從結(jié)構(gòu)的基本概念入手而直接進(jìn)入有限元,老人學(xué)習(xí)可謂:‘百歲老翁攀枯枝。’小孩子學(xué)習(xí)可曰:‘井上轆轤臥嬰兒。

4。當(dāng)代我們結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏什么?
有幸在今年北京遇到英國(guó)曼奇斯特的大學(xué)教授季教授,他和他伙伴和博士生的一個(gè)研究興趣之一就是分析50年以前的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì),現(xiàn)代的計(jì)算手段進(jìn)步發(fā)揮的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及結(jié)構(gòu)概念的作用。我們?yōu)闅g呼勝利的水立方結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)概念的提出來(lái)自于澳洲的PTW和澳洲ARUP,和國(guó)人的有限元計(jì)算以及試驗(yàn)促使了成功!佛山世紀(jì)蓮以及深圳寶安體育場(chǎng)均來(lái)自德國(guó)的SChlaich的概念設(shè)計(jì)。

5。結(jié)構(gòu)工程師的出路?
土木工程經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期,磚石木時(shí)代,羅馬的拱結(jié)構(gòu),中國(guó)的趙州橋,當(dāng)時(shí)的概念設(shè)計(jì)讓現(xiàn)代的計(jì)算手段分析自愧不如。鐵器時(shí)代:埃菲爾鐵塔,中國(guó)的鐵索橋,混凝土?xí)r代:sears大廈,金貿(mào)大廈,等典范。鋼索時(shí)代:布魯克林橋,蘇通大橋,水立方,世紀(jì)蓮,將結(jié)構(gòu)引向輕型化方向。但也有背離的此方向的個(gè)別案例,僅僅在中國(guó)。
下一個(gè)時(shí)代是什么?當(dāng)歐美的大師在學(xué)習(xí)東方哲學(xué)時(shí),近代輕型結(jié)構(gòu)的始祖德國(guó)大師(Frei otto)包括前國(guó)際空間與殼體結(jié)構(gòu)主席川口衛(wèi)很驚訝老子的哲學(xué),自然的哲學(xué)。我們又該是不是把目光投向東方哲學(xué)。
LY Lin先生取得了驚人的成績(jī)時(shí):他說(shuō); “我越發(fā)發(fā)現(xiàn)我自己有點(diǎn)驕傲了,因?yàn)槲覍W(xué)會(huì)了東方的哲學(xué),是我土木工程創(chuàng)新的源泉。”
開拓空間形式和功能成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的唯一出路 ,藝術(shù)和技術(shù)在古時(shí)是統(tǒng)一的,越來(lái)越走到工程設(shè)計(jì)師的方向,留給藝術(shù)家的僅僅是裝修的東西。研讀林先生的著作不能發(fā)現(xiàn),他不僅僅在概念方面著名,同時(shí)通曉制作,安裝,造價(jià)等各個(gè)方面,這個(gè)就回答結(jié)構(gòu)工程師的出路問(wèn)題。

6。結(jié)構(gòu)概念是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈魂!結(jié)構(gòu)是建筑的精髓!
當(dāng)今已經(jīng)形成了世界的兩個(gè)頂級(jí)的工程學(xué)派,斯圖加特,芝加哥,如果追溯到春秋戰(zhàn)國(guó),空間張拉結(jié)構(gòu)的開始應(yīng)源自墨子的風(fēng)箏(用于軍事),骨架式膜結(jié)構(gòu)的開始;中國(guó)木塔結(jié)構(gòu),筒中筒結(jié)構(gòu),唐宋既有剪刀撐,早有領(lǐng)先西方的智慧和技術(shù)。
現(xiàn)在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí),西方領(lǐng)導(dǎo)東方,他們投放了大量的工具(BIM,高等有限元,流體分析,多場(chǎng)耦合),甚至是故意**,占領(lǐng)市場(chǎng),因?yàn)樗麄兊綄?duì)中國(guó)的早時(shí)期的結(jié)構(gòu)智慧感到驚訝同時(shí)看到了我們現(xiàn)代的技術(shù)實(shí)力不足以與其抗?fàn)帯?/p>

7。少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng),少年弱則國(guó)弱!
梁?jiǎn)⒊壬纳倌陱?qiáng)則國(guó)強(qiáng)!
德國(guó)斯圖加特英才輩出的地方如:萊昂哈特邦德國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)工程和鋼筋混凝土專家。1909年生于斯圖加特。1931年畢業(yè)于斯圖加特工業(yè)大學(xué)。1933年留學(xué)美國(guó),在珀杜大學(xué)作研究生,1938年以《梁排的簡(jiǎn)化計(jì)算》論文,獲斯圖加特工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位。1934年以后,萊昂哈特在國(guó)家高速公路總局斯圖加特橋梁局和國(guó)家交通部等單位任工程師。自1958年起任斯圖加特大學(xué)教授,1967年當(dāng)選為斯圖加特大學(xué)校長(zhǎng),1974年退休后任名譽(yù)教授。 萊昂哈特曾主持設(shè)計(jì)、建造過(guò)一些有名的橋梁如:德國(guó)第一座高速公路懸索橋;杜塞爾多夫—克尼斜張橋等10座萊茵河橋;美國(guó)著名的帕斯科—肯納威克預(yù)應(yīng)力混凝土斜張橋(1978年建成),主跨299米,采用新穎的懸浮體系。他創(chuàng)造了懸臂澆筑法、頂推法等先進(jìn)的橋梁施工技術(shù)而多次獲得世界橋梁設(shè)計(jì)競(jìng)賽的大獎(jiǎng),對(duì)橋梁,特別是對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土橋的發(fā)展,作出了較大貢獻(xiàn)。此外,1956年萊昂哈特還設(shè)計(jì)了第一座帶有塔頂旋轉(zhuǎn)餐廳的斯圖加特預(yù)應(yīng)力混凝土電視塔(高 210米)等其他結(jié)構(gòu)。萊昂哈特在鋼筋混凝土梁的抗剪理論方面有較深造詣。他曾先后出版了著名的《圬工結(jié)構(gòu)教程》(已被譯成多種文字出版),以及《橋梁──美學(xué)和造型》等著作。萊昂哈特曾任國(guó)際橋梁及結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)、國(guó)際預(yù)應(yīng)力協(xié)會(huì)以及國(guó)際殼體及空間結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)等的領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)。(項(xiàng)海帆)
編制注:(項(xiàng)海帆是世界著名力學(xué)家,橋梁學(xué)家,教育家李國(guó)豪的最得意的學(xué)生之一),我想一定是項(xiàng)先生只所以將萊昂哈特介紹給中國(guó),是因?yàn)樯钍芾顕?guó)豪的影響,李國(guó)豪與萊昂哈特有相似地方,相似的教育背景,極具創(chuàng)造性的世界級(jí)別大師,教育家。
不是在這里談大師的成就,而是他們的年齡,德國(guó)萊昂哈特30歲左右已經(jīng)創(chuàng)立了萊昂哈特顧問(wèn)事務(wù)所。而萊昂哈特打破了局限,在結(jié)構(gòu)領(lǐng)域翱翔。
不同于中國(guó)設(shè)計(jì)院的顯著特征是:中國(guó)設(shè)計(jì)院基本是專業(yè)設(shè)計(jì)院,如各個(gè)部院,鐵道部設(shè)計(jì)院,交通部設(shè)計(jì)院,建設(shè)部設(shè)計(jì)院,水利部設(shè)計(jì)院,機(jī)械部設(shè)計(jì)院,電子部設(shè)計(jì)院,冶金部設(shè)計(jì)院,電力部設(shè)計(jì)院,化工部設(shè)計(jì)院,市政設(shè)計(jì)院,或省市民用設(shè)計(jì)院,專業(yè)人才濟(jì)濟(jì),有利有弊。
一個(gè)人完成完成大學(xué)教育22歲,如果工作到30歲也有8年時(shí)間,勤奮好學(xué)也進(jìn)步可以成為領(lǐng)域?qū)<摇? 完成研究生教育25歲,不斷進(jìn)取,5年也基本成為該領(lǐng)域?qū)<,完成博士生教?8歲,深入結(jié)構(gòu),2年基本也可能成為該領(lǐng)域?qū)<。我們相信:機(jī)會(huì)屬于那些不斷改變,調(diào)整的知識(shí)結(jié)構(gòu),不斷進(jìn)取的人!
人的可貴的創(chuàng)作時(shí)間,如同生命過(guò)程其實(shí)很短暫,也就是10年。

工程師的生命周期:
18歲~25歲,接受優(yōu)良高等教育。
25歲到35歲之間是,是積累技術(shù)資源,創(chuàng)造性工作的最佳時(shí)期。
35歲~45歲,是積累社會(huì)資源的高峰期,社會(huì)性工作的最佳時(shí)期
45~55歲,兩類資源的交叉期間,需要傳承后者,培養(yǎng)學(xué)生。
55歲~65歲,學(xué)生已經(jīng)到了開始的25歲和35歲之間,一個(gè)輪回。
65~75歲,桃李滿門,頤養(yǎng)天年。

8.親愛自然,忠誠(chéng)結(jié)構(gòu)!
親愛自然,忠誠(chéng)結(jié)構(gòu)!
大師之所以大師,在于他的自然之心,寬厚仁義之心,在于他的感召力,在于探索自然的奧秘,真實(shí)地傳承后人!真實(shí)地有益于社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程。而不是將所謂的天下技術(shù)化為己有,唯獨(dú)所有。
如同后人傳承的極具價(jià)值的精神財(cái)富:預(yù)應(yīng)力先生,林同炎在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),以及結(jié)構(gòu)概念與體系,德國(guó)萊昂哈特的,混凝土結(jié)構(gòu),橋梁美學(xué)等等杰出大師,托羅佳的結(jié)構(gòu)哲學(xué)的著作,人類的財(cái)富

9.概念不是經(jīng)驗(yàn)的簡(jiǎn)單累計(jì)!
概念不是經(jīng)驗(yàn)的簡(jiǎn)單累計(jì),而是先驗(yàn),更是直覺( insight)。杰出的工程師之所以具有直覺是在融合自身所有的優(yōu)點(diǎn)和社會(huì)結(jié)合的最佳點(diǎn)。