一直到1959年，这座火车站都是北京最大的火车站，然后被林楼眼前这座火车站所取代，现在是北京铁路工人俱乐部，日后会成为中国铁道博物馆。
而林楼眼前这座火车站是1959年为了给新中国成立十周年献礼所修建的，站房大楼由著名建筑师杨廷宝、陈登鏊主持，国家建工部第一建筑设计院和南京工学院合作承担设计；伍豪同志亲自审定方案，而车站中央正上方的北京站三个大字则是教员的亲笔题字。
在设计中，杨廷宝和陈登鳌结合城市规划、流线组织和功能分区等要求，采用了以中央大厅为中心、左右分设两个内庭院的对称布局形式，并按照客流量大、流动频繁的特点，采取主体交叉的流线组织形式，使各方旅客不会出现互相干扰的情况。
而将传统的琉璃瓦顶钟、塔楼、两边琉璃女儿墙、中间琉璃马头墙与中央大厅上的拱形屋顶相连接，充分体现了民族传统，又鲜明显示了现代风格。
这种拱形的屋顶叫作双曲扁壳结构，是“薄壳结构”的一种，一个人握住一个鸡蛋使劲地捏，无论怎样用力也不能把鸡蛋捏碎，薄薄的鸡蛋壳之所以能承受这么大的压力，是因为它能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分。
建筑师们根据这种“薄壳结构”特点，设计出了许多既轻便又省料的建筑物，人民大会堂、北京火车站以及其他很多著名建筑，屋顶都采用了这种“薄壳结构”，既美观大方，又为国家节省了大量开支。
值得一提的是，在原来的设计中，东西两侧的尽头没有塔楼，伍豪同志看了之后说道，这样长的建筑，东西两侧似乎要有两个高起来的塔楼好一些；杨廷宝、陈登鳌等人研究后接受了伍豪的建议，如此才有了现在北京站的造型。
屋顶的双曲扁壳结构，正面的拱形垂直窗，相邻的双重檐四坡攒尖钟楼，北京火车站实在是有太多经典元素值得观察了，林楼将行李箱交给林桥看守，自己拿着照相机四处拍摄起来，有些照片无法记录清楚的地方，他就马上拿出纸笔来速写。
林楼全身心地投入到了采风之中，完全没意识到自己这种做法在1980年是多么地惹眼，很快他就被火车站派出所的同志给留意到了。
“你说他是干嘛？会不会是特务啊？”普通人可不知道建筑采风这回事儿，看到林楼这幅样子，他们马上就想到了电影里的特务。
“要是特务，这也太大胆了吧？就这么光明正大的直接拍？真当我们没长眼睛？”
“先带回来问问吧！”于是三名公安朝着林楼包抄过去。
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