这两张图，是北京居庸关云台和法国巴黎的埃菲尔铁塔。仔细考察分析东、西两个建筑的结构，我们发现，利用石材抗压性能修建的居庸关云台拱券，其下部轮廓抛弃了本来的弧形，进而选择重新砌筑梯形门洞。

而铸铁的力学特点是抗压强耐压弱，桁架支撑起的埃菲尔铁塔，却要在四面门洞分别补上一道拱形花边，居庸关云台与埃菲尔铁塔远隔重洋，为什么都会出现设计上的“冗余”？又是什么原因左右着这种建筑结构与形式的权衡取舍？

城楼下部的支撑结构

       要回答这一问题，我们需要先来回溯中国古代的城楼设计。早期城市是没有城楼的，因为结构简单的木质横梁，它的适宜跨度在五米左右，极限也不超过十米，所以当时只能在城墙上设置一个用于行人和车马出入的缺口。

       

城楼的普遍出现大约要到西汉中晚期。考古发掘表明，西汉长安城的四面城墙上各设置了三个城门，上有城楼，每座门设有三个门道，各宽六米。门道建于夯土之上，两侧设地袱石以立木排柱，中部为门扇，这种木柱横梁结构的受力状态类似于桁架，由于中央水平部件的跨度大大缩小，其承重性能要比单一的横梁强的多，这种做法对后世的影响持续了千年之久。

      

至宋、金时期，在相关的图像资料上城门洞的上方，一直都是以排柱支撑的木结构承重，比如我们可以在名画《中兴瑞应图》中清晰看到洞口上方呈现在八字梯形，而在泰安岱庙的门洞之上。至今可见宋代遗存的八字梯形木构架。在木构架体系长期占据主流地位的中国，这种八字梯形结构作为砖石拱券的替身，既能承受上部城楼的巨大荷载，又在很大程度上保留了中国传统木构架的形态，因此得到后世也能够普遍接受与认可。

到元朝至正（1345年）居庸关云台整体改建为石结构时，城门洞口上方依然保留了这种梯形样式。

埃菲尔铁塔的花边

        较之中国人对于木柱横梁体系的执着，欧洲人对于弧形拱券的执着有过之而不及，100多年前纯粹为了满足法国人虚荣心理的埃菲尔铁塔被建造起来，铁塔身高311米，因设计师兼工程负责人的古斯塔夫.埃菲尔得名。设计之初，完全由铸铁构成，且毫无使用价值的庞然大物，除了带来强大的视觉冲击，还让巴黎市民对铁塔的安全性疑虑重重。

       

一个不含弧形拱券母题的高大建筑实在令人难以接受。面对这样的社会压力，埃菲尔修改了铁塔的基座，增加了四个巨大的半圆装饰型铁架，虽然它们和承重结构并无关系。正是这些半圆形铁架，反映了欧洲传统建筑中始于罗马帝国时期对弧形拱券的执着。

      

如果将剥去这些装饰性铁架，铁塔的真实形式立即暴露，且主体承重结构呈折线梯形。与居庸关云台门洞拱券下部轮廓的装饰形式大致相同，只不过云台、铁塔两个案例虚实位置互相颠倒，中国人掩藏弧形，兴建梯形，欧洲人遮蔽梯形，添加弧形。按照北京大学方拥教授的解释，这一对相互反转的结构造型，都是中西文化自身性格的反应。无论是中国还是欧洲传统建筑，在结构与形式的选择上，尽管不可能违背基本的结构理性，但最终结果一定受制于文化选择。

知识点：中国建筑史之东西方建筑结构的文化取向

东西方建筑的文化差别