[分享]结构大师系列--皮埃尔·奈尔维 P.L.Nervi

结构工程的历史很短。一般认为18世纪中叶，随着第一次工业革命的爆发，社会分工细化，传统建造师的职责被分为了建筑师、土木工程师和建造工程师。土木工程逐渐成为一门独立的学科，结构工程是其中的一个分支。力学理论研究、新材料、计算机技术推动着土木工程学科快速发展，工程界在近200年取得了辉煌成就。

如果写一本结构工程史的话，我认为在其间能留下名字或者称得上结构大师的人包括：古斯塔夫.埃菲尔(Gustave Eiffel)、托马斯·泰尔福特(Thomas Telford)、欧仁.弗雷西内(Eugene Freyssinet)、罗伯特.马亚尔(Robert Maillart)，奥特玛.阿曼(Othmar Ammann)，海因茨.伊斯勒(Heinz Isler)，克里斯蒂安.门(Christian Menn)，皮埃尔.奈尔维(Pier Luigi Nervi)，爱德华多.托罗哈(Eduardo Torroja)，费雷克斯.坎德拉(Felix Candela)，法兹勒.卡恩(Fazlur Khan)，弗里茨.莱昂哈特(Fritz Leonhardt), 约格.施莱希(Jorg Schlaich)，埃拉迪奥.迭斯特(Eladio Dieste)，罗伯特.尼古拉斯(Robert Ricolais)，弗莱.奥托(Frei Otto)，理查德.富勒(RichardFuller)等等。他们在工程史上做出了开拓性的成就，他们的名字值得被结构工程师所记住。

结构大师--皮埃尔·奈尔维Pier Luigi Nervi

谨本文纪念意大利建筑师和工程师 皮埃尔.奈尔维Pier Luigi Nervi (1891～1979)。

P.L奈尔维被冠以混凝土诗人”的美誉。他是传统意义上的建筑师，同时承担建筑、结构设计和施工建造者的角色。他毕生致力于探索钢筋混凝土的工程应用、创新的结构形式、以及预制装配式施工方法，创造了一系列风格独特、有强烈个性的经典建筑作品。

1. 混凝土大跨度空间结构 

1824年波特兰水泥发明。1853年钢筋混凝土第一次应用于结构工程。直到20世纪初，钢筋混凝土的设计理论仍尚不成熟。奈尔维凭借着敏锐结构直觉，在没有严密计算条件的情况下，创作出了形态优美的钢筋混凝土作品，赋予了混凝土以生命。在他作品的影响下，并且借着第二次世界大战战后重建的机会，混凝土成为了主流的结构工程材料。

1931年的佛罗伦萨Artemio Franchi 体育场是奈尔维的第一个重要作品。体育场主席台上方的雨篷悬挑24米，轮廓近似于弯矩曲线，简洁清新，是一次大胆的尝试。

佛罗伦萨Artemio Franchi 体育场的看台挑檐

连接上下层看台的螺旋形楼梯蜿蜒而上

 用混凝土材料塑造曲面形态，难点在模板工程。奈尔维的方法是以细钢筋按设计形态弯曲成框，再罩以铁丝网，喷射砂浆成形并抹平，以成形后的钢丝网水泥板作为现浇混凝土结构的模板。这种轻薄的模板本身也是承载结构的一部分，具有很好的强度。

之后，奈尔将钢丝网水泥模板技术改造为预制装配式混凝土技术。他充分发挥了混凝土材料在大跨度结构中的潜力，同时也表达了建筑的美和建造方法的巧妙。用这个方法做成薄壁曲面构件应用于混凝土薄壳、折板壳中，成为他作品的一个代表性元素。

1935-1942年，奈尔维设计了8座飞机库，都采用钢筋混凝土网状落地筒拱，简单的几何图案重复编织，形成带肋的混凝土薄壳，具有非常好的结构承载性能。其中前两座采用现场浇注的混凝土，之后来他创新地应用了预制装配部件、现浇节点的施工方法。在当时计算技术尚未成熟的条件下，是通过模型试验对设计作出一些修正，经过验算，付诸实施的。奈尔维设计建造的飞机库不但展示出优美的空间曲线，也表现出“意外”的安全性。当德军从意大利撤退时炸毁了支撑壁柱，屋盖从十数米的空中坠落后几乎完好无损，从此内尔维的预制结构声名大噪。 

飞机库--钢筋混凝土筒壳

1947～1949年他负责建造意大利都灵展览馆B厅(Torino Esposizioni)。跨度 97米的拱形屋顶是用钢丝网水泥预制的V字形断面构件，在现场拼装起来的。构件用横隔板增强刚度；腹壁处开洞,以减轻构件自重,并作为采光洞口；在沿跨度方向的预制构件间布置钢筋,浇灌混凝土作肋,使整个屋顶连成整体。支座柱子按传力路线倾斜，上部成扇状展开承接屋顶，结构合理,造型美观。在他后期作品罗马小体育馆、罗马大体育馆、梵蒂冈会堂等设计中都能隐约看到都灵展览馆的影响。

意大利都灵展览馆B厅(Torino Esposizioni)

自此以后，奈尔维的创作进入了成熟时期。

巴黎联合国教科文组织总部大厦会议厅(1950年)，是一个折板结构，前后墙面和屋顶是一个连续的整体。他根据受力情况在屋顶部分附加一块成波浪状的连续板，其断面轮廓近似于弯距曲线，加强了屋顶的刚度和受力性能。

巴黎联合国教科文组织总部大厦会议厅

里约热内卢现代艺术馆 1952年

 

意大利都灵工人文化宫Palazzo delLavoro(1959年)是奈尔维的代表作之一。外观非常朴素，内部空间开敞，巨大的柱子和发散的梁像是一把把撑开的伞，带有工业时代的气息。

建筑施工过程并不复杂。柱顶的悬臂钢梁是在柱子浇筑好后，一根一根装上去的。每把“雨伞”是一个独立的单元，16个单元构成了整体建筑。“伞”柱下部的断面为十字形，上部为圆形，以钢悬臂梁在柱头向四面辐射；每个单元之间是2米宽的采光带；整个建筑给人以一种粗犷的感觉。

 

奈尔维为1960年的罗马奥运会设计了小体育馆（1956-1957，与A.维泰洛齐合作）和大体育馆（1958-1960）。

罗马小体育宫（Palazzetto DelloSport）外形轻巧，辐射状的Y形斜柱撑起混凝土薄壳，薄壳周边褶皱起伏，它呈现的造型符合曲面吊挂时的受力形态。猜想奈尔维应该是采用了实验逆吊法。在计算机技术应于结构工程设计之前，实验逆吊法是建筑师常用的形态创建方法，尤其是在薄壳结构中。 

罗马小体育馆（Palazzetto DelloSport）不仅由奈尔维设计，而且由其建筑公司（Nervi and Bartoli Engineers公司）建造。组成薄壳穹顶的1620块用钢丝网水泥预制的菱形槽板，在地面模板上浇注成形。板间的钢筋混凝土肋和节点现浇，之后在上面再整浇一层混凝土，形成整体并兼作防水层。由于采用了奈尔维体系（Nervi system）”工法，建造成本大幅降低，而工期仅用了7个月时间。预制的菱形板和现浇的肋线，形成优美的天花，堪称建筑、结构、施工完美呈现的艺术品。

 

罗马大体育馆（1958-1960）穹顶圆直径达100m，穹顶的拱肋沿圆的径向辐射，支承处的拱脚结合立面的侧窗采用三角形形状。

1968年，奈尔维设计的Norfolk Scope-Cultural and Convention Center则采用V形的斜柱支承，在柱脚处设置了环形的地梁，整个结构形式一个自平衡的体系。但形态上不如罗马小体育馆轻巧优雅。

Norfolk Scope-Cultural andConvention Center, 1968

Norfolk Scope-V形的斜柱支承

St. Louis Abbey(the Priory Chapel)，(1962)

建筑师: Obata & Kassabaum (HOK)，结构咨询：奈尔维

2. 超高层结构

奈尔维主要以设计建造预制拱顶和穹顶等大跨度空间结构著称，但他设计的高层办公建筑、工业建筑、车站也同样出色。

 

倍耐力大厦Pirelli Tower（1955-1959) 地上32层，高度127.1米，为当时欧洲第一高建筑，是意大利建筑大师Giovanni Ponti的代表作之一。P.L.奈尔维负责大楼的结构设计，他仍然采用了钢筋混凝土结构，在大厦梭形平面的两端布置四个三角形钢筋混凝土筒，又在中部布置四个巨大的双肢柱，构成抗侧和竖向结构体系。混凝土的三角筒体和双肢柱均在立面上暴露出来。正立面挺拔的双肢柱线条从下往上收窄，收至屋面“悬浮”的平板为止，既符合结构原理，也符合Gio Ponti的“有尽形式”原则。 

 

倍耐力大厦Pirelli Tower 纤薄的侧立面

梭形平面中的三角形筒体和双肢柱

侧立面结构：大楼高宽比达到6.05，非常纤薄。

2002年，一架飞机撞进了大楼，主体结构基本完好。

维多利亚广场大厦 Place Victoria (StockExchange Tower)建于1964年，共48层194米高，曾为当时最高的钢筋混凝土建筑。后者由一个巨大的钢筋混凝土内核和四角的承重柱以及位于三个设备层内对角布置的桁架组成。核心筒加四角巨柱的形式，目前仍是超高层建筑主流结构方案之一。

维多利亚广场大厦

3. 其它结构

意大利蒙图瓦造纸厂(1960年)的车间长 250米，宽30米，按生产要求，里面不能有柱子，四边障碍要尽量少。奈尔维采用了悬索结构：两对钢筋混凝土人字形支座，拉起4组悬索，吊挂起屋顶的连续钢桁架。

蒙图瓦造纸厂PIER LUIGI NERVI paper factory, 1960s

乔治华盛顿大桥公交车站GeorgeWashington Bridge Bus Station (1963年)

 

澳洲大使馆 (1973-1977), 钢筋混凝土分叉柱与变截面梁

 

在他职业生涯的晚期设计了一些最负盛名的项目，例如与PietroBelluschi合作设计的圣母大教堂(Cathedral of St Mary of theAssumption 1971)；梵蒂冈城的保罗六世大厅（ the Paul VI Audience hallin Vatican City 1971)。

Cathedral of StMary of the Assumption (1971)

 

梵蒂冈会堂（1971），其拱肋与罗马大体育馆相似。

 

奈尔维流传后世的著作有《Building correctly》，《Structures》等，中文译本有《建筑的艺术与技术》一书。

1963年美国哈佛大学授予他荣誉学位，其后他又获得美国建筑师学会IStructE金质奖章。1979年奈尔维于在罗马逝世，享年88岁。

  

我们记住了奈尔维的设计元素，墙墩、肋架拱顶、起伏拱顶、条纹表面的支柱、均衡肋材的屋顶、褶状的扶壁等。他是一个倾向于折衷处理的设计师，古典而又前卫。他的圆顶理念被认为是罗马拱顶体系和哥特式肋状体系相结合的折衷方案。在奈尔维的无遮盖建筑中，您所看到的是它的结构，其中的表面处理降低至最小程度，形式明确直观，而且从风格的角度来看，内部与外部相对应。而现代建筑大多覆盖着装饰“外壳“，结构则退化为仅仅用于受力支承，不作为一种表现形式了。

最后，引用一段对他的评价：“奈尔维具有把工程结构转化为美丽的建筑形式的卓越本领。他的主要贡献是，认识了钢筋混凝土在创造新形状和空间量度方面的潜力。他的作品大胆而富有想象力，常以探索新的结构方案而形成他的构思。他擅长用现浇或现场预制钢筋混凝土建造大跨度结构，这种建筑具有高效合理，造价低廉，施工简便，形势新颖美观等特点。他是运用钢筋混凝土的大师，他的作品形势优美，具有诗一般的非凡表现力。“