3.4 日本近现代建筑与结构关系的发展
3.4.1 明治维新至战前（1945年）的近代
1895年，结构工程师真岛健三郎52设计建造的“秀英社印刷工场”（图3.22）以工业厂房的身份登场。它不仅拉开了日本近代钢结构建筑的序幕，也从一个侧面标明了其与那些古典风格样式公共建筑之间的泾渭分明。钢结构建筑物的出现促使钢材研究的发展。1913年佐野利器与内田祥三对钢筋腐蚀的研究揭开了日本近代钢材料研究的序幕。由于钢铁属于军工物资，其在建筑物上的运用受到了当时军国主义政府的严厉控制。这在很大程度上迟滞了对钢材料研究的深入与实践。随着战争的结束，从1950年代小仓弘一郎（Koichiro OGURA）对异型钢筋的引入及研究开始，钢材料研究进入了一个全新的发展阶段。不仅钢的强度越来越高，质量也随之越来越轻。作为连接方式，螺栓以及焊接技术解决了钢构件的组合问题。1951—1961年，八幡制铁工字钢型材的量产标志着日本钢结构产业化的到来。之后，随着钢管柱、钢管梁、高强钢筋、不锈钢、耐火钢、耐候钢等新材料技术的层出不穷，日本的钢材技术进入了一个与世界同步的发展阶段。
图3.22 秀英社印刷工场 外观
图3.23 东京中央邮局 外观
图3.24 日本齿科医专医院 外观
图3.25 庆应大学日吉寄宿舍 外观
另一方面，尽管钢筋混凝土研究也是始于1933年谷口忠53从德国引入曲面板技术开始的壳体研究，以及1939年吉田宏彦54对预应力混凝土的研究，但是其发展也受限于当时民族主义高扬的样式表现。日本的“分离派建筑会” 55以及“创宇社建筑会”56等当时的进步建筑团体出于对“帝冠样式”57倒退现状的不满与质疑，设计出了以钢筋混凝土结构来表现形态的一系列公共建筑作品。吉田铁郎58的“东京中央邮局”（图3.23）、山口文象59的“日本齿科医专医院”（图3.24）、土浦龟城60的“野野宫公寓”以及谷口吉郎61的“庆应大学日吉寄宿舍”（图3.25）等都是这样的具有现代主义风格的代表作品。可以说，早期日本进步建筑团体运动以一种非技术的观念方式，从技术层面肯定了战前钢筋混凝土材料在建筑设计上的发展。诚然，钢筋混凝土结构的出现，或者说这些进步的建筑理念所促发的抽象结构形态表现，是受到了来自同一时期欧洲正在兴起的抽象运动和现代主义的影响。
尽管说日本的钢、钢筋混凝土技术的发展是普遍性影响之下自外而内的演变过程，但无论是钢还是混凝土材料的导入，特别是其在民用建筑上的运用，不仅是因为它们与近现代功能类型的建筑物相适应，还因为钢与钢筋混凝土结构所具备的抗震性能是当时其他传统结构材料所不具备的。从钢骨补强砌体到钢结构、钢筋混凝土结构，乃至到日本独有的钢骨混凝土结构（SRC）的转变，都为日本近现代结构技术的发展烙上了结构抵抗的印记。这既是一个地震多发国度不可回避的风土问题，也是使得近现代结构抗震技术以日本为中心发展起来的原因。
应该说，佐野利器们所主导的战前日本结构抗震体系的建立，是将日本从明治维新开始全盘西化的结构竖向抵抗意识重新又回归到固有的水平抵抗意识上来。从这一层意义上而言，佐野们是在基于对本土与海外的诸多调研与实践的试行错误之上，结合日本风土与意识的一种自觉的回归。但是，这种回归的前提及其基础是源自一直到明治末期为止的、西方传来的结构理论与计算方法。无论是钢结构还是钢筋混凝土结构，都是在19世纪由西方率先确立的结构体系。其在日本出现之际，就夹杂着浓厚的西方意识中强调刚度的痕迹。尽管佐野们也对这种西方传来的结构体系进行了本土化的改良，比如提出了日本独有的钢骨钢筋混凝土结构体系，但是由于本质上采用了刚度抵抗特性，因此它无法从根本上改变佐野们结构抗震理论被归于“刚性结构”的事实。为此，山本学治质疑道 ：
可是抗震结构的基本性格是结构体尽可能地刚性，而且还要变得沉重。结果是钢筋混凝土建筑每坪钢量的平均值由震前的0.17吨上升到震后的0.32吨 ；钢骨钢筋混凝土建筑每坪钢量从0.27吨激增到0.41吨。重钢的抗震结构设计果真是最有效率与合理的吗？这里埋下了一颗直到现在为止工学上都在争论的种子。62
随着一系列对框架结构的计算以及受力机制的解明，1925—1926年水原旭（Akira MIZUHARA）提出的高层建筑振动曲线弯曲振动及剪断振动组合研究，敲开了高层框架结构振动论的大门。接着，武藤清63、谷口忠、棚桥谅64提出了高层建筑振动曲线及衰减性能、建筑固有周期与地基之间关系等一系列理论。这些建筑结构振动理论的发展，或者说以弹性的“柔结构”为基础的结构理论，与震灾后确立的抗震结构的基本思路，以及“刚性结构”抗震结构理论之间产生了巨大的差异。“刚柔性结构”的争论焦点集中在了1930—1931年间真岛健三郎与武藤清之间的论战。“柔性结构”派认为高层建筑细长易于振动的结构更加有助于抑制破坏。但是，由于其在地基的性质、地震动的性质以及结构体终极破坏强度等问题上对未知的假设条件过多，“柔性结构”的抗震理论作为实际结构设计的方针依然未能被采纳。尽管如此，“柔性结构”的抗震理论还是触发了此后直到今天当代建筑结构具有划时代意义的结构隔震控震理论。随着1928年在结构体的基础与地基之间通过铰接进行连接的方式的提出，出现了避免基振动传递到结构体的隔震结构及1938年在“柔结构”内通过设置振动减衰层来降低地震作用的控震结构方式。这些基于“柔性结构”抗震理论而涌现出的抗震结构方式，虽然在战前相对于由“刚性结构”主宰的状况而言无疑是几点星火，却为战后日本隔震结构、控震结构的燎原率先吹响了冲锋的号角。
图3.26 丰多摩监狱 外观
图3.27 赤坂离宫 外观
图3.28 Leaders Digest 东京支社
尽管，新材料与新技术的出现此起彼伏地推动着日本结构技术不断的前行和本土化的演进，早逝的后藤庆二65以“丰多摩监狱”（图3.26）乍现了观念与结构统合的“灵光”。但是这些非主流的成绩显然难掩战前“民族主义”的高涨以及“西洋化”遗风的大潮。样式占据形态主导地位的意识强硬地将结构阻隔于形态的大门之外。无论是被誉为战前西洋化古典风格巅峰的“赤坂离宫”66（图3.27），还是一众被冠以 “大屋顶”来象征民族形象的“帝冠样式”，以及林林总总洋风覆盖立面的财阀机关，它们都无一例外地显现出与结构和技术进步的绝缘。因此，尽管可以说日本在战前（1945）的结构技术积累为其后建筑形态的发展奠定了必要的基础，但其在整体上仍然表现为观念与结构相分离的状态。
3.4.2 战后（1945年）至经济泡沫覆灭（1995年）
日本战后开始的重建在文化、制度、意识等各方面都深受美国的影响，在建筑形态的观念和结构上也不例外。1951年建成的“Leaders Digest东京支社”（图3.28）是其中具有代表性的建筑。它的混合、核心筒以及素混凝土这些设计的关键词、透明玻璃的表皮以及平面上的灵活性设计都展现出来自当时现代主义的强烈影响。同时，随着新技术的导入和大规模建筑物的出现，“日本相互银行”的全焊接钢结构建筑，“晴海高层公寓”（图3.29）的巨型结构也都展现出前所未有的新鲜感和技术表现力。钢筋混凝土结构的大步前进得益于1949年IWAKI水泥的出现，而小仓弘一郎的异型钢筋研究也极大地促进了钢筋混凝土在实践中的可靠性与推广度。与此同时，对于混凝土施工技术的研究也大大地推动了它的普及。1950年“东京新闻社扩建”中的深基础施工法；1951年“新丸之内大厦”的现场搅拌作业；1953年开始出现的搅拌车；1955—1957年间对模板施工技术的研发，以及1960年代开始的预制混凝土技术等，直到现在各种混凝土材料与施工技术，可以说日本的钢筋混凝土技术是在实践与研究的结合中一步步走向当代的。随着钢筋混凝土大跨薄壳技术的发展，像“爱媛县民馆”“静冈骏府会馆”（图3.30）等大空间建筑形态的出现，也预示着结构表现时代的到来。同时，钢筋混凝土柱+钢结构纺锤形网架混合结构的“图书印刷原町工厂”（图3.31）、钢网架大跨结构的“东京国际贸易中心2号馆”（图3.32）的出现，进一步展现了与混凝土表现所不同的钢结构空间形态。战后10年间日本建筑的开端可以说是战前技术积蓄的井喷期。它们集中地通过建筑形态的方式涌现出来。在物资匮乏和经济优先的大建设背景之下，观念与结构得以相互靠拢，孕育了随后的结构表现时代。
图3.29 晴海高层公寓 结构剖面
图3.30 静冈骏府会馆 悬吊方向剖面
经过战后初期10多年时间的结构技术热身、工业化社会的逐渐成熟以及经济高速发展时期的来临，以1964年东京奥运会为契机的、一系列展现国家形象的体育设施也成为宣传日本国家实力的舞台。这其中，尤以钢筋混凝土薄壳、折板等薄板大跨结构技术为多，出现了一个表现结构技术实力的表现风潮。折板结构的“群马音乐中心”（图3.33）、双曲抛物面（HP）薄壳的“东京圣玛利亚大教堂”（图3.34）等作品都表现出强烈的结构与材料的塑形感。这一时期不仅是观念与结构的蜜月期，或许结构在建筑形态的表现上已然凌驾于观念之上了吧。
图3.31 图书印刷原町工厂剖面与屋面结构
图3.32 东京国际贸易中心2号馆结构轴测
图3.33 群马音乐中心
图3.34 东京圣玛利亚大教堂结构轴测
图3.35 代代木国立竞技场结构
然而，随着经济的快速增长，需要投入大量人力作业和模板建材的钢筋混凝土薄壳逐渐遭遇到了成本上升所致的困境。在这一背景下，钢网架的空间特性也逐渐地被用来取代费时费力的钢筋混凝土湿作业建造。并且，在成本压力下出现的另一种以标准化、装配式为目标的部件生产型建造也开始得以迅速地发展。不仅是预制钢筋混凝土构件的PC和PCa在预应力张拉技术成熟之后获得极大的适用性，大跨结构的技术主题也从原先单纯的薄壳转变为以发挥钢材特性的悬索、张拉以及空间桁架、网架结构为主。丹下健三与坪井善胜采用工字钢半刚性悬吊结构组合而成的“国立代代木竞技场”（图3.35）就是其中的代表。其他如“船桥市中央装卸市场”（图3.36）以及“大阪世博会庆典广场”（图3.37）则都是钢结构网架的实例，后者的构件标准化、装配式施工以及大跨的实现，甚至被认为是日本战后结构技术实力最集中表现的第一个顶峰。这些建筑作品都是以经济性、施工性为目标的新一代结构表现形态。与此同时，建筑工业化的急速发展也进一步推动了高层建筑的出现。在对地震发生机制逐步解明的基础上，相应的结构形式与技术措施确立了日本高层建筑的基本规范。以钢结构或钢骨混凝土为主要结构材料，抗震墙或抗震筒为主要抗震布置的高层建筑，在1963年《建筑基准法》废除了“限高31m”的法令之后，以高度147m的“霞关大厦”为代表的超高层建筑成为日本建筑结构另一方表现舞台。
图3.36 船桥市中央装卸市场 剖面
图3.37 大阪世博会庆典广场结构平面与剖面
在这一波以“进步”“发展”为口号的结构表现高潮之后，随着1970年初期“公害”的流行、“罗马俱乐部”67对“成长极限”的警告以及1973年发生的石油危机等的影响，技术逐渐从对“进步”的渴望转变为审慎的“评价”。能源消耗型的规划理念最终也被可循环的节能意识所替代。在这一组举动中，建筑形态上的结构技术进步也不可避免地停滞下来。另一方面，在观念方面，对现代主义功能性提倡的质疑也导致其被后现代的表层趣味所取代。这一时期日本建筑结构技术的发展局限于对抗震结构的解析化研究上，结构被更多地从原先的设计转变为解析的操作。以后现代主义及高层建筑为主的这一时期，客观上造成了日本建筑在观念与技术上的疏远。少数以结构作为形态表现的作品也仅限于如车轮形张拉结构屋面的“法拉第会馆”和“大石寺正本堂”（图3.38）等中小规模大跨建筑。
这一状态一直持续到1980年代后半期。在人们对后现代主义的游戏已经感到厌倦和局限之际，自70年代末开始出现的，致力于精致表现结构的“高技派”（High-Tech）所带来的新鲜感开始广受关注。这股潮流当然也对当时的日本建筑界造成了不小的影响。而这其中最为关键的是，在“高技派”作品中呈现的技术表现，又重新唤起了包括日本建筑在内的、世界范围的对观念与技术关系重新审视的意识。当然“高技派”的结构修辞化表现语言并未在日本建筑界被大量地模仿是受制于日本文化中固有的对直接性的排斥。但不可否认的是，“高技派”是将日本建筑的观念与技术重归一体的重要催化剂。随着1980年后半期日本经济进入泡沫破灭之前的最后一次快速增长期，建筑结构领域的材料、施工、架构以及计算能力各方面的长足进步也进一步推动了观念与结构的再次结合。地方上的大城市在充沛资金的支持下，大规模的市民中心、文体设施等的需求也为这种结合创造了表现的舞台。“福冈Yahoo DOME”（图3.39）、“关西国际空港旅客站”（图3.40）、“幕张Messe新展示场”（图3.41）等的出现不仅展现了日本经济的实力，也通过更加精巧而细腻的结构表现展现出技术的进步。尽管从进入1990年代开始，经济泡沫的破裂给日本建筑的发展带来了不利的外部影响，但刚刚被重新建立起来的观念与技术的结合却没有因此而夭折，而是从大型化和技术表现的方式转变成中小型的多样化和非视觉的结构表现方式，从而呈现出前所未有的多元发展的态势。随着林木产业衰退的愈加明显，政府开始鼓励使用木材，对木构的回归也使得日本建筑开始注重经济、合理及个性的要求。1995年开始的互联网络的普及及其所带来的虚拟时代全面介入人类生活方式的冲击，也一并将计算机技术带入建筑和结构的设计领域。它不仅正在以深刻的方式改变着传统建筑学的观念，并且也在从根本的方式上驱动着建筑与结构从既有的设计模式中蜕变。显然，危机与机遇共存！
图3.38 大石寺正本堂 剖面局部
图3.39 福冈Yahoo DOME 屋面结构平面与剖面
图3.40 关西国际空港旅客站 结构剖面
图3.41 幕张Messe 新展示场 结构剖面（4种屋面结构）
纵观从明治至1995年期间日本的结构技术发展及其对建筑形态的影响可以发现，无论是在跨度上还是在高度上，建筑形态与结构技术的发展水准是息息相关的，尽管这并不都是结构技术转化的结果。“日本建筑结构技术者学会”对日本战后结构技术的发展规律进行了总结性研究。其中“建筑物规模变迁”的图示（图3.42），用结构实现跨度与高度方面的变化概括了日本战后以来结构技术对建筑形态的促进作用。从中可知，无论是在跨度还是高度方向，战后日本结构技术的发展及其对建筑形态的影响基本都是与当时世界发展的水平同步的。另一方面，随着结构技术水准的不断提高，新的结构形式不仅触发了新的建筑形态的涌现，还改变了建筑的使用方式与效率。今川宪英以“空间开放率”和“杆件尺度”为坐标轴，对20世纪建筑形态的变迁与结构技术发展的关系进行了归纳（图3.43）。从中也可以看出，新的结构形式总是偏向于更大的“空间开放率”或更小的“构件尺度”。从这些结构技术的发展对建筑形态的影响来看，近代到1995年期间日本建筑的现代化和当代化进程，其实在很大程度上是与结构技术的不断提升密切相关的。对于在战后迅速实现了与世界建筑同步发展的日本建筑而言，这一期间观念与技术的关系产生曲折分合的很大教训还在于从“文化发展”与“科技发展”孰强孰弱的态势中找到势均力敌的平衡。
综上所述，从近代到当代的日本建筑形态中，观念与技术之间的关系也并非是一直沐浴在结合的阳光之下的。从最初战前技术一枝独秀的独立发展及作为观念的样式徘徊不前，到战后承续战前技术红利而实现的观念与技术的融合，进而到后现代思潮以及经济、社会等各方面多重打击下在1970年代至1980年代中叶观念与技术的再度分裂以及1980年代末到1990年代观念与技术的再度靠近，这样的变迁也折射出日本近代到当代建筑前行的脚步（图3.44）。
图3.42 20世纪日本结构空间的高度与尺度的变化
图3.43 空间开放率与构件尺度变化（今川宪英）
图3.44 日本近现代（明治—1995年）建筑与结构关系变化
注释
1 Yoshikatsu TUSBOI，1907—1990，东京大学名誉教授，日本大学名誉教授，建筑结构设计师。
2 Monzaemon CHIKAMATSU，1653—1725，日本江户时代前期的剧作家。
3 特集 構造者の格律. 建築雑誌2010（10）：13-14.
4 Ernst Hans Josef Gombrich，1909—2001，生于奥地利并于1947年加入英国籍的美学家和艺术史家。
5 [英]E.H.贡布里希.艺术与错觉——图画再现的心理学研究．林夕等译．长沙 ：湖南科学技术出版社，2007.
6 Chiang Yee，1903—1977，中国九江出生，旅英画家、诗人、作家、书法家。
7 同5：59-61.
8 増田一眞．建築構法の変革．东京 ：建築資料研究社，1998：121-122.
9 Richard Weston，1953—，加迪夫大学威尔士学院教授，建筑师及作家。
10 [英]理查德∙韦斯顿.材料、形式和建筑．范肃宁，陈佳良译.北京 ：中国水利水电出版社，知识产权出版社，2005：13.
11 一种围合的层叠木墙板井干式结构。
12 伊势神宫每隔20年要把建筑焚毁再重建，叫做式年迁宫，最近一次是在2013年。
13 指动作开始以前和完成动作过程中心理的准备状态和注意的指向性。
14 [英]肯尼斯∙弗兰姆普敦. 建构文化研究——论19世纪和20世纪建筑中的建造诗学.王骏阳译.北京 ：中国建筑工业出版社，2007：114-116.
15 斎藤公男.これまでの構造形態，これからの構造形態. 建築技術2005（12）：98-99.
16 池田昌弘．小住宅の構造．东京 ：エーディーエー∙エディタ∙トーキョー，2003：8.
17 Masahiro IKEDA，1964—，建筑结构设计师。
18 戴维・P.比林顿．塔和桥 ：结构工程的新艺术．钟吉秀译．北京：科学普及出版社，1991：9.
19 斎藤公男．構造デザインの潮流と課題．「挑戦する構造」建築画報2001（8）：8.
20 佐々木睦朗．構造設計の詩法―住宅からスーパーシェッズまで．东京：住まいの図書館出版局，1997.6.
21 渡辺邦夫．飛躍する構造デザイン．东京 ：学芸出版社，2002：22.
22 構造設計への道. 建築文化1961（10）.
23 建築の構造デザイン. 建築文化1991（10）.
24 アーキニアリング∙デザイン展実行委員会編.アーキニアリング∙デザイン展 テクノロジーと建築デザインの融合∙進化. 日本建築学会.2008.
25 竹内徹．武器としての構造技術．「挑戦する構造」建築画報2001（8）：126-127.
26 Toru TAKEUCHI，1960—，东京工业大学教授，结构设计师。
27 同25.
28 Toshihiko KIMURA，1926—2009，建筑结构设计家。
29 別冊新建築日本現代建築家シリーズ17 木村俊彦.东京 ：新建築社,1996.
30 之前16册“別冊新建築日本現代建築家シリーズ”分别是宮脇檀、内井昭蔵、山下和正、東孝光、清家清、芦原義信、吉村順三、大江宏、村野藤吾、黒川紀章、竹中工務店設計部、伊東豊雄、出江寛、KAJIMA DESIGN FIRM、三菱地所、池原義郎。
31 Sachio OHTANI，1924—，东京大学名誉教授，建筑师、城市规划师。
32 AkikoTAKAHASHI，1958—，武藏野美术大学教授，建筑师。
33 Ryozo UMEZAWA，1944—，建筑结构设计师。
34 Masato ARAYA，1943—，早稻田大学名誉教授，结构设计师。
35 un SATO，1970—，东京大学副教授，建筑结构工程师。
36 Hugaku YOKOYAMA，1902—1989，建筑结构工程师。
37 Hirofumi OHNO，1974—，建筑结构设计师。
38 「新世代建築家／クリエイター100人の仕事」.HOME 2010（2）：82.
39 http://www.aij.or.jp/jpn/design/2006/prize.htm
40 Hiroshi NAITO，1950—，东京大学名誉教授，建筑师。
41 Satoshi OKAMURA，1964—，建筑结构设计师。
42 Katsuo NAKATA，1940—，建筑结构设计师。
43 Takaharu TEZUKA，1964—，东京都市大学教授，建筑师.Yui TEZUKA，1969—，1994年与手塚由比设立手塚建筑研究所。
44 Norihide IMAGAWA，1947—，建筑结构设计师。
45 Shuhei ENDO，1960—，建筑师。
46 Shinichi KIYOSADA，1959—，建筑结构设计师。
47 Kazuhiro KOJIMA，1958—，横滨国立大学教授，建筑师。
48 五十嵐太郎. 現代日本建築家列伝社会といかに関わってきたか．东京 ：河出書房新社，2011.
49 Josiah Conder，1852—1920，英国建筑师，曾作为明治时期日本政府的外国顾问以及工部大学校（东京大学前身）建筑学科的教师培养了日本近代建筑史上的第一代建筑师，因此被认为是日本近代建筑教育的启蒙者。
50 Tamisuke YOKOGAWA，1864—1945，明治、大正、昭和时期的建筑师、实业家，横河集团（YOKOGAW AGroup）的创始人，TOTO的创始人，日本钢结构的先驱。
51 川口衛，新谷真人，奥野親正．力と素材を見せる．建築画報2011（3）：47.
52 Kensaburo MASHIMA，1873—1941，海军技官，日本钢筋混凝土结构的先驱以及“柔结构”的提倡者。
53 Tadashi TANIGUCHI，1900—1983，建筑结构学家，东京工业大学名誉教授。
54 Hirohiko YOSHIDA，1899—1986，建筑结构学家，京都大学名誉教授。
55 1920年以当时的东京帝国大学建筑学科的毕业生为主开启的日本最早的近代建筑运动，他们将自己理想中的建筑通过百货店展览以及出版物来表达。
56 关东大地震1923年之后随即成立的日本早期近代建筑团体之一，以草根姿态与当时作为精英团体的“分离派建筑会”相对立的组织。
57 以古代社寺建筑的大屋顶作为民族主义表现的样式风格。
58 Tetsuro YOSHIDA，1894—1956，建筑师，庭院研究学者，创作了许多日本早期现代主义建筑作品。
59 Bunzo YAMAGUCHI，1902—1978，日本近代建筑运动的领袖之一，“创宇社建筑会”的创立者之一，其既是一位现代主义的建筑师， 同时也是一位和风建筑的名手。
60 Kameki TSUCHIURA，1897—1996，昭和时期的建筑师，曾作为赖特的助手参与东京帝国饭店的设计。
61 Yoshiro TANIGUCHI，1904—1979，东京工业大学名誉教授,建筑师。
62 山口学治．SD選書244 造型と構造と．东京 ：鹿島出版会，2007：65.
63 Kiyoshi MUTO，1903—1989，建筑结构学家、结构家，千叶工业大学工学部建筑学科创始人。
64 Ryo TANABASHI，1907—1974，建筑结构学家，京都帝国大学教授。
65 Keiji GOTO，1883—1919，建筑家，自学结构，结构计算的图解解法的先驱。
66 正式名称为“迎宾馆”，是日本政府接待外国元首以及政府要员的迎宾馆. 由近代日本第一代建筑师之一的片山东熊（Tokuma KATAYAMA)设计，1909年建成，被认为是日本学习西方古典样式的代表之作。
67 一个全球性的智囊团，主要从事有关全球性问题的宣传、预测和研究活动。成立于1968年4月，总部设在意大利罗马。