一段時(shí)間以來(lái)，由法國巴黎戴高樂(lè )機場(chǎng)2E侯機廳通道部分倒塌事故引起的對結構安全問(wèn)題的討論成為業(yè)界甚至各種傳媒的熱門(mén)話(huà)題，由之引起的對國家大劇院以及各奧運在建項目進(jìn)行結構安全再認識的聲音也不時(shí)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(mén)的意見(jiàn)，建設單位組織結構有關(guān)專(zhuān)家逐個(gè)項目地進(jìn)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(wèn)題，巴黎戴高樂(lè )機場(chǎng)事故是結構在其設計使用壽命初期（投入運營(yíng)一年），在常規荷載作用（沒(méi)有恐怖襲擊、沒(méi)有惡劣的區域突發(fā)自然災害）的情況下發(fā)生的，就是說(shuō)，一定是在結構設計或施工的某個(gè)環(huán)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(guò)程中的施工質(zhì)量控制方面的，等等。無(wú)論什么原因，這種結構破壞形態(tài)都是結構設計原則所不允許的，引起我們的警覺(jué)也是應該的。

　　另一方面，我們也還是應該理性地、科學(xué)地、全面地分析和把握結構設計的安全問(wèn)題。其實(shí)，追溯人類(lèi)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(shù)的發(fā)展水平感到自豪的。雖然我們現在感覺(jué)是越來(lái)越累，越來(lái)越難，但是在力學(xué)和材料科學(xué)發(fā)展的有力支撐下，我們所從事的結構設計與建造技術(shù)的發(fā)展還是基本上滿(mǎn)足了那些滿(mǎn)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(méi)有自由的結構設計師，但假如沒(méi)有我們，也就沒(méi)有建筑表達的自由

　　建筑師設計東西，無(wú)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(shuō)是通過(guò)建筑表達情感。這種情感表達方面的需求可能是來(lái)自公眾的，也可能是來(lái)自政府或領(lǐng)導意志的，還可能就是直接來(lái)自建筑師的美學(xué)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(zhì)、裝飾材料的色彩等進(jìn)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(gè)意義上說(shuō)，建筑師豐富的想象力既給結構設計提出了課題、帶來(lái)了挑戰，同時(shí)也就給結構工程師帶來(lái)了風(fēng)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(huán)形水池都是安得魯實(shí)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(huì )堂的限定高度內，完成劇場(chǎng)功能對豎向尺度的需求，“深入地下”是其自然的（也許是無(wú)奈的）選擇；橢球拋物面殼體屋頂罩住其下的三個(gè)功能劇場(chǎng)是建筑師進(jìn)行區域空間整和的一種手段，在這塊區域上的建筑物進(jìn)行這樣的整和處理我認為是必要的；建筑師設置環(huán)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(chǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)“鳥(niǎo)巢”）以及國家游泳中心（簡(jiǎn)稱(chēng)“水立方”）等標志性建筑，她們不單單是承載著(zhù)滿(mǎn)足舉辦奧運會(huì )各單項體育功能方面的需求，也還要承載著(zhù)通過(guò)其“別樣”的建筑形象來(lái)表達全國人民百年奧運夢(mèng)想成真的情感需求，承載著(zhù)要為最出色的一屆奧運會(huì )留下最出色的“建筑遺產(chǎn)”的使命。

　　自然的，建筑師是無(wú)法單獨承擔這樣的使命的，必須依靠結構工程師的支持來(lái)實(shí)現其“特別”的表達需求�；蛘哒f(shuō)，結構工程師在這個(gè)時(shí)侯是沒(méi)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(xué)命題“泡沫理論”被結構師拿來(lái)經(jīng)過(guò)有趣的數學(xué)變換，最終成了表達建筑師“看似無(wú)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(wèn)題，而是“值與不值”的問(wèn)題

　　為了滿(mǎn)足建筑師們的“浪漫”需求，在傳統的結構構成方式無(wú)能為力的時(shí)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(shuō)已經(jīng)被我們認識的差不多了，但是，這種說(shuō)法只是限于基本體系，并不意味著(zhù)創(chuàng )造新的結構形態(tài)可能性的減少，在擁有無(wú)限多樣的物種的豐富多彩的世界里，限定結構形態(tài)的類(lèi)型顯然是不恰當的。

　　結構工程師的任務(wù)就是在既要保證結構安全同時(shí)又要滿(mǎn)足建筑美學(xué)需求的杠桿上尋找一個(gè)平衡點(diǎn)。只是，世界上終究沒(méi)有免費的午餐，當各種或是張揚的、或是陌生的結構形態(tài)出現的時(shí)候，在結構材料科學(xué)還沒(méi)有長(cháng)足的發(fā)展的時(shí)候，在我們還不得不用傳統的結構材料去實(shí)現這樣一個(gè)個(gè)“浪漫”的需求的時(shí)候，對結構安全的關(guān)注也就從來(lái)沒(méi)有象現在這樣引起一端又一端的“爭議”。

　　從一個(gè)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(shí)候我們是可以在力學(xué)或規范的原則內尋找到這個(gè)“平衡點(diǎn)”的，隨后的問(wèn)題是，這會(huì )要我們付出多大的“代價(jià)”，或者說(shuō)要我們支付多大的“結構成本”？我認為對這個(gè)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(diǎn)問(wèn)題。

　　其實(shí)，作為一個(gè)結構工程師，常常是不能判斷建筑的形象與情感“效益”與結構實(shí)現的“成本”之間到底誰(shuí)高誰(shuí)底的，因為前者是很難量化的。我們所能做的就是在保證建筑功能與美學(xué)需求的諸種可選擇的結構實(shí)現方式中找到成本較低的解決方案。

　　例如，在國家大劇院工程結構的第一輪初步設計時(shí)，法國ADP公司確定的結構底板的頂面標高為-26.0米，這個(gè)標高受到了中國建筑與結構工程師的質(zhì)疑，如此深的基槽，且不說(shuō)開(kāi)挖與降水的成本會(huì )很高，結構壽命期內的抗浮設計成本更是一項很大的投入，為此，我們建議在保證其建筑功能需要的前提下，盡可能提高建筑底面標高，法方在修改后的初步設計中將這一標高提高到了-22.0米。

　　與上述情形相反，國家游泳中心工程的建筑設計由于采用了ETFE雙層充氣膜，這種膜材的造價(jià)很高，所以，在相對深挖（增加基礎開(kāi)挖與結構抗浮成本）和抬升建筑總高度（增加圍護膜材的用量）的比較選擇中建筑師完全依賴(lài)的就是綜合成本最小化的原則。

　　■結構工程師要給浪漫的建筑師和建筑師的浪漫設定一條底線(xiàn)

　　作為一名結構工程師，我們還應該清醒地認識到，結構科學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展遠沒(méi)有達到可以令建筑師們的“浪漫思維”無(wú)約無(wú)束的境地。在實(shí)際結構的建造過(guò)程中影響結構安全的因素眾多，一方面，建筑結構理論歸根結底是一門(mén)實(shí)驗科學(xué)，理論與實(shí)際的偏差不可避免，另一方面，建造技術(shù)的發(fā)展水平和區域差異以及施工質(zhì)量控制等等方面的諸多因素，都會(huì )給實(shí)際建造完成的建筑結構安全性能帶來(lái)某種程度的不確定性。

　　所以，建筑師們在通過(guò)建筑表達其美學(xué)或情感需求的時(shí)候，結構工程師們還是要給他們設定一條底線(xiàn)。這條底線(xiàn)不僅依賴(lài)于當代人類(lèi)對自然界的認識水平，而且還依賴(lài)于現代結構技術(shù)與材料科學(xué)的發(fā)展水平，依賴(lài)于結構分析技術(shù)的發(fā)展水平。在某種程度上，我們可以允許他們突破某些“規范”條文的底線(xiàn)，但是不能允許他們突破“基本力學(xué)準則”的底線(xiàn)。尤其是當我們面對國外建筑師的時(shí)候，這一點(diǎn)做起來(lái)很難，譬如在和安德魯的法國ADP團隊合作設計國家大劇院的過(guò)程中，我們就經(jīng)歷了多次的“爭執與說(shuō)服”的過(guò)程。

　　國家游泳中心的設計過(guò)程也給了我們很多啟示，在建筑師浪漫的創(chuàng )意和結構的可實(shí)現之間還是有較長(cháng)的一段路要走的，因此，我們投入很多精力進(jìn)行了這種新型多面體空間鋼框架結構的試驗研究，最終才可以保證這種結構的安全、可靠。

　　■不能認為結構設計安全與結構設計的創(chuàng )造性是永遠的矛盾

　　實(shí)際上，對結構設計安全性的憂(yōu)慮往往會(huì )束縛住我們結構設計創(chuàng )造性探索的步伐，雖然這種憂(yōu)慮不是多余的。發(fā)生巴黎機場(chǎng)結構倒塌事故后，我們聽(tīng)到的幾乎都是對安德魯主持設計的建筑的一片懷疑之聲，結構設計工程師們，尤其是從事重要公共建筑結構設計的工程師們更是增添了更多的謹慎與小心。

　　我認為，結構設計的任務(wù)始終是：按照建筑的功能與美學(xué)需求確定安全、合理的結構體系；進(jìn)而依據建筑結構可靠度設計有關(guān)標準所確定的原則對結構作用效應與結構抗力進(jìn)行符合結構實(shí)際工作條件（性能）的分析；最終應做到在規定的結構設計使用年限內，在現行規范規定的各種荷載作用下，所設計的結構是安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)的。

　　為了實(shí)現這樣的使命，對結構設計安全的自始至終的關(guān)切無(wú)疑是必要的，另一方面，結構設計的創(chuàng )造性不但是當今建筑設計發(fā)展的必然要求，同時(shí)也是結構設計技術(shù)自身發(fā)展的要求。國家大劇院、國家體育場(chǎng)、國家游泳中心以及新中央電視臺等建筑在結構設計方面的創(chuàng )造性探索可以為我們跟蹤當今世界先進(jìn)的結構設計理念提供一些線(xiàn)索，也可以讓我們檢視一下很多經(jīng)驗的、傳統的結構設計思維是否還適應現代結構設計發(fā)展的要求。

　　因此我認為，結構設計工程師們在關(guān)注所設計的建筑結構是否安全的同時(shí)，也還是應該為結構設計技術(shù)的創(chuàng )造性發(fā)展做一些探索。這兩者不總是矛盾的，雖然在各種新結構的實(shí)踐過(guò)程中或是發(fā)生了很多爭議、或是走過(guò)了很多曲折的道路，但我始終認為沒(méi)有結構設計師參與的所謂建筑設計理念的創(chuàng )新都是無(wú)源之本，從這個(gè)意義上講，結構設計師在確定建筑設計發(fā)展方向上的作用是舉足輕重的。

　　尤其是當代中國的結構設計工作者，國家建設的飛速發(fā)展給我們提供了前所未有的結構設計實(shí)踐機會(huì )，在這個(gè)實(shí)踐過(guò)程中，我們是始終跟在所謂“西方世界先進(jìn)的結構設計思維”后面，亦步亦趨，無(wú)所建樹(shù)，還是通過(guò)我們不斷的設計實(shí)踐與探索，爭取走在世界結構設計技術(shù)發(fā)展的前列，這確實(shí)值得我們認真去思考。