建筑除了一些功能要求外，美观也是很重要的。结构在保证安全的前提下，尽量用较少的材料，并要根据材料特性采用合理的结构形式，这时可能和建筑发生矛盾，优秀的结构工程师应该把外部形式的美观和内在结构的合理布局有机地协调起来。

许多古典建筑形式整齐划一，对称均衡，具有和谐的比例关系和韵律、节奏感，各组成部分衔接得巧妙、严谨，成为留传千古的历史文化建筑。例如，赵州桥是世界最著名的古老的割圆拱桥，为1300年前隋代工匠李春所建造。割圆拱跨径32.27m，采用空腹式拱代替实腹式拱，这是一种科学的创新。空腹式拱桥既减轻了恒载，又增加了排洪面积，消除了实体拱笨重呆滞的造型，融功能、技术、经济、美观为一体。该桥曲线明快，构思巧妙，富于活力，为后来的拱桥发展起了极大的推动作用，如图2-49所示。

图2-49 赵州桥

近代建筑中，建筑方案是否美观，是否有创意，在竞标中常起决定作用。上海的东方明珠塔，北京的国家剧院和2008年奥运主体育场，虽然结构复杂，但均以其造型出乎常人之设想而胜出。又如，塞弗林桥（Severin bridge）位于德国科隆市区，跨越莱茵河。在桥位的左岸高耸着一座哥德式教堂，成为城市景观的一个注目点。桥位于莱茵河通航的港区，尤其左岸部分，由于船舶航行频繁，水中不宜设墩。

根据可行方案，首先拟定了三种桥型（如图2-50a、b、c所示）。这三个桥型在景观上都有一个致命的弱点，就是桥型呆板，因教堂的美丽景象被遮挡而失色。从整个环境设计考虑，提出桥型不对称布置（如图2-50d、e），这样教堂所在的左岸景色将不受影响，在右岸一侧布置桥塔，而使左岸的桥梁隐蔽在建筑群中，逐渐从视线中消失。远看，左岸的教堂尖塔与右侧悬索桥主塔呼应并立，显得对称协调，在不破坏原来城市左岸景观的前提下，又使右岸平添景点。桥上看塔，塔上看桥，该方案都具有宽阔的景观背景，受到赞许和肯定。但从力学和经济性方面来看，悬索桥虽然经济，但做成半跨独塔是有问题的，所以在造型总体设计肯定的情况下，最后采用了独塔斜拉桥的方案。

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图2-50 德国塞弗林桥方案图

再如，悉尼港湾大拱桥，跨度超过500m，从技术经济上分析，采用悬索桥更经济些。当时在讨论方案时，确实有两个主要方案：悬索桥和拱桥。从单桥看，悬索桥类似美国旧金山的金门桥，经济上又占优势，似应为首选方案。在评选方案时，有人设想海船进港的景观，对悬索桥而言，首先看到两侧塔尖，逐步看到下垂吊索，到近处才看到整桥；而对于拱桥而言，首先看到拱顶，逐步加宽，犹如斜月升空，又如彩虹当头。觉得观感比悬索桥好多了，于是决定建成拱

图2-51 悉尼大拱桥与歌剧院

桥。历史证明，这一选择是非常正确的。这一拱桥与悉尼歌剧院交相辉映，成为悉尼的又一标志性建筑见图2-51。

澳大利亚悉尼市的悉尼歌剧院位于悉尼大桥附近的班尼浪半岛上，是各国船只进出港时必经之地。歌剧院由八片白色壳体组成，犹如一片片贝壳嵌于海滩，也如一艘艘帆船开出港湾，建筑与自然浑然一体，优美之极，给人们以极大的美感，吸引了无数的国外旅游者。因而成为悉尼乃至澳大利亚的代表性建筑。但是这一建筑在结构上是非常不合理的。应该说，它的建筑方案是很有特点的：八个薄壳分成两组，每组4个，分别覆盖两个大厅。另外还有两个小薄壳置于餐厅之上。两组薄壳对称互靠，外贴乳白色面砖，给人以丰富的联想：好像白帆，犹如贝壳，姿同海浪，貌似莲花。它已经成为悉尼的标志，无疑是很成功的。这个杰作出自38岁的丹麦建筑师D.J.乌茨之手，它从30个国家参加竞争的232个设计方案中脱颖而出，不可不谓出类拔萃！然而这位杰出的建筑师，对结构方案却考虑太少了。这10个双曲壳体向上悬臂斜挑，姿态各异。原方案中，10个壳体壳形各异，后来为了施工方便和经济因素，才统一为在一个直径为65m的圆球面上，割出大小不同的三角瓣，分别作为10个壳体的曲面，以利预制。这个工程的结构方案最致命的缺点是：选错了结构形式。双曲壳体用作屋盖时都是凸面向上平放，当受重力作用时，通过壳体的薄膜压应力来抵抗外荷载。当受风力作用时，所受的向上风吸力，只要小于壳自重，一般也无害。可是悉尼歌剧院的壳体，都是悬臂斜向悬挑，当受重力作用时，壳体内根本不是薄膜压应力，壳体的优越性完全没有了。当受风力作用时，如风力作用于壳体凸面，则在壳体自重的联合作用下，更增加了使壳体倾覆的可能。因此，经多位优秀结构工程师的计算，结论是这组壳体根本无法实现。但这组建筑外形的确独特，也不忍割爱，只好在保留外形的条件下，改变内涵的结构形式。最后决定采用由许多大小不同的三铰拱并列拼接而成的“壳体”。三铰拱为钢筋混凝土预制构件，截面是Y形与T形，挺立的拱肋由大而小，顺序成对并列，拼凑成“壳体”曲面。待就位成型后，用后张法施加预应力，使之形成整体。拱肋上铺预制扇形混凝土板，板上贴白瓷面砖。由三铰拱形成的“壳体”，外表面呈球面三角形，其凹面形成招风的口袋。拱在与招风荷载反向的风荷载作用下，其受力状态与平常拱在重力荷载下的情况完全相反，拱内应力不是受压，而是受拉，必须利用拱的自重和施加预应力才能抵消拱内拉力。拱在上述风荷载作用下所引起的整个“壳体”的倾覆问题，则需靠“壳体”和基础的自重来抵抗，以及在拱脚采取抗拉措施解决。因此，悉尼歌剧院的屋盖外形似壳，其实不是壳，而是一系列三铰拱组合而成的“壳体”，两者受力状态完全不同。原设计人曾估计这个壳体的厚度是：壳顶100mm，壳底500mm，壳体边缘很薄，特别好看。但改用三铰拱方案，拱肋边缘很厚，显得笨重，与建筑师原来的想象大不相同。这个工程1957年选中方案。1959年动工，直到1973年完工，中间因结构不合理而引起的施工困难和经费超支，曾使工程两次停工。几经周折，经过多届政府，历时14年终于竣工。预算造价350万英磅，实际造价5000万英磅，超过10多倍。可见建筑师的设计方案，不管多么出类拔萃，如果不和结构工程师密切配合，都将会造成经济上的浪费和施工上的困难。但对于悉尼歌剧院这种传世之作，被誉为“难得的艺术珍品”的不朽建筑，克服结构上的困难而造就建筑的风貌，现在看来还是值得的。但对一般建筑来讲，这种代价太大了，不值得提倡。