陳祥福:七五人生相對論 不斷創新中國夢
發表時間 2018-05-28 10:47 來源 本站原創

  一一記著名建筑工程專家陳祥福院士

  隨著經濟的發展,摩天大樓的拔地而起也成為一種常見現象。如今我國已成為世界第二大經濟體,高層建筑的數量已為世界第一,高層建筑的高度已為世界第二,還在攀登新的高峰。俗話說,萬丈高樓平地起,“高處不勝寒”,高層建筑的設計和建設需要在扎實的基礎理論和技術上不斷推陳出新,以適應新時代新需求并極具中國特色。著名建筑工程專家陳祥福院士就是這一領域的杰出代表,多年來,陳祥福讀了很多數學、力學、技術科學和哲學著作,師從博士導師同濟大學著名結構與巖土工程專家侯學淵教授,并拜著名科學家錢偉長、何廣乾、孫鈞、黃熙齡、許溶烈等。他矢志不渝,專心工作,刻苦學習,不斷創新,取得了一系列原創性、突破性的豐碩成果。

  2017年是陳祥福七十五華誕,他的博士研究生們在總結了陳院士的“7個7”的基礎上,進一步擴大到“11個7”,即:七十余人生,七十余篇論文,七十余項設計,七項工程施工,七項國家和部級一等獎,七百萬字著作,七項成果首創第一,七本規范參編,七項重大工程咨詢, 七次全國性學術講座,七份調研報告獲中央領導親批。陳祥福的人生精彩紛呈,對中國和世界建筑做出重大貢獻,成就卓著,如一篇絢麗奪目的華章,呈現于世人面前。陳祥福博士于2012年5月當選聯合國-國際生態生命安全科學院院士,中央統戰部發賀信、新華社發通稿,俄羅斯功勛科學家魯薩克O.N院長專門來北京頒發院士文件和證書。

  功勛卓著的建筑結構與巖土工程專家

  陳祥福是著名建筑結構與巖土工程專家,也是我國超高層建筑領域的專家,是個常常仰著頭與高空打技術交道的人。

  他是建筑工程專家,也是土木工程專家。同濟大學工學博士,教授級高級工程師,城市建設雜志(李瑞環題名)名譽社長、城市建設理論研究雜志主編、中國城市建設理事會理事長,先后擔任中國建筑工程總公司科技部副總經理,中建總公司科協副主席兼秘書長、學術委員會主席,中國建筑北京設計研究院副院長、總工程師,英國皇家特許建造師,國家一級注冊結構工程師,同濟大學博士生和博士后導師,東南大學等兼職教授,中國力學學會理事、國際計算力學協會會員,國際生態生命安全科學院院士、國際生態合作組織首席科學家,中共中央組織部直接聯系專家、國務院特殊津貼專家、國家科技獎評審專家,住建部、科技部、中建總公司專家,公安部特邀監督員,創辦和主編工程力學雜志,美國馬里蘭大學名譽教授,美國東部高鐵集團中國公司榮譽主席。雖然他已年過七旬,但仍舊工作在設計和研究第一線,親自主持大型項目設計、研究、咨詢、審定或擔任結構專業負責人,每年要做多次全國性專題學術報告、審定若干大型項目的設計方案和施工圖紙,始終是不停地忙碌。

  1972年國際高層建筑會議,將超高層建筑定義在40層以上,100米以上。在我國,根據不同結構和地震烈度來確定,如北京鋼筋混凝土筒體超過120米的建筑稱為超高層建筑,但隨著建設事業的發展,劃分標準也將改變。建筑物越高,技術越復雜,自然產生的重力荷載、風載以及地震影響就越大,所以,超高層建筑對結構、地基的要求是很高的。建筑高度同橋梁跨度一樣,已經是一個國家整體科技水平的主要標志之一。

  依山傍海的青島,紅瓦、綠樹、碧海、藍天、彩帆、金沙灘,被譽為齊魯第一樓的青島國際金融中心就聳立在這里,南面碧波萬頃的大海,俯視奧運百舸爭雄,北視翠色迷眼的浮山山脈。它是中國人自行設計的大陸最高建筑,至今亦是采用天然地基上的箱基礎(未采用樁基)的世界最高建筑(比美國高37米)。由中國建筑北京設計研究院設計,陳祥福是設計總負責人和結構負責人。

  青島國際金融中心,58層249米高,國際水平的5A智能化大廈。氣宇軒昂、卓爾不凡,凝重從容中彰顯出尊貴,是中國傳統建筑風格與世界高新技術的完美結合,是集成創新的作品。大廈為扇形平面,樓面采用后張無粘接預應力技術,現澆鋼筋混凝土筒中筒結構體系,強風化花崗巖地基,箱型基礎,旋轉餐廳下的預應力鋼筋混凝土懸臂大梁跨度為10米,兩角頂為懸掛結構,預應力鋼筋混凝土平板,空間鋼結構紅屋頂,96年封頂,投入使用后,用戶反應很好。

  多年來,陳祥福長期辛勤工作在設計與施工第一線。除了青島國際金融中心,他還主持設計卡塔爾國外交部大樓、北京萬達廣場、天津奧運新城等70余項工程,獲國家部級一等獎10余項;主持施工福州新世大廈、無錫商貿中心等10余項工程;德國斯普林格出版社和中國科學出版社出版“高層建筑設計與施工 ”、“高層建筑沉降計算——理論與應用”(英文版、世界首次)等10余部專著, 其中《中國樁與深基礎理論與實踐》(英文)獲部級一等獎;創新科研重大成果10多項,其中七項達國際領先水平;八十年代研制結構計算軟件三套,一套獲北京市科技進步二等獎;發表論文70余篇;國家發明專利2項;處理國內外重大工程技術難題10余項。北京軍事博物館在推到原貌重建和加固改造(修舊如舊)兩個對立方案評審中,陳祥福院士一直堅持第二個方案,最后一次評審會擔任組長主持會議,四票對三票通過第二個方案,上報后得到中央領導親批。現已修好對外開放。

  精益求精,傳承創新步步高

  1942年11月,陳祥福出生在四川資陽。1967年,他于重慶建筑工程學院大學畢業,被分配到北京工作。這一年的北京,故宮的黃色琉璃瓦、紅色宮墻徜徉在微醺的風中,一如往昔。而中南海內,烽煙初起,文革轟轟烈烈。正值風華之年的他,躊躇滿志,打算在這干出一番事業。但是,站在廣闊美麗的土地上,他握在手里的,不是鉛筆,而是鐵锨;他不是設計者和計算者,而是純體力勞動者。勞動鍛煉、下放基層九年,從河北留守營部隊農場到昌平小湯山商業部農場勞動,從北京下放到四川成都勞動和工作。

  1976年,陳祥福回到了闊別多年之久的北京。“我見青山多嫵媚,但料青山見我仍如是”。北京平靜了、也更理性了,他成熟了、也更堅韌了。當一支筆、一張書桌放在他面前時,終于,夙愿以償,科學的春天又來了。那一刻設計與研究的欣慰,無法言表,盡管是等得如此長久如此艱辛。

  兩年后,他發表了第一篇論文,那時他已36歲了。36歲發表第一篇論文,現在看來,甚至有些不可思議。作為從那個年代走過來的人,這篇文章,不僅僅體現了他的智慧,還更多的融入了他百折不撓的人生經歷和生命感悟,也是他的宣言:我不但回來了,我還要繼續走下去,為人民、為祖國、為科學而加倍努力奮斗。

  我國傳統建筑,在哲學審美上,注重達觀平和的世俗情趣;在建筑材料上,以石、磚、瓦、木為主。所以,現代的高層建筑領域更多借鑒了西方的數學力學、結構理論、設計技術,超高層建筑尤其如此。當國家大劇院、國家體育館宣布中標結果的時候,我們難免會有這樣的疑惑,我們自己的建筑在哪里?建筑領域,在學習了國外的經驗技術之后,如何從它的影子中走出來,走出有自己特色的路。

  陳祥福院士說,“建筑領域,同樣面對著創新這一課題。學習模仿、引進消化吸收的同時,我們要創新,要有自己的知識產權,我們不能被洋人牽了鼻子走。創新型國家,應該從管理創新和科技創新兩個方面展開,其中,原創性的科學技術成果最為重要。如今,基礎理論、高技術、尖端制造、專利技術已經控制了市場、資源甚至社會。”而他,始終走在前面,他多年經驗積累和思索之后,陳祥福研究出一套新的理論——空間變剛度群樁等沉降設計新方法。另外,他還有十多項創新成果,如七十年代援藏,在條件極端困難和世界海拔最高處,設計4座地下巖洞冷庫,結束西藏“吃臭肉”的歷史。高層建筑與裙房間無沉降縫設計,率先研究和得到高層建筑結構豎向地震頻率安全值,首次提出超1000米建筑“空間四合院”結構體系,高層建筑沉降計算新方法,研究得到鋼質扁球殼體穩定系數理論-試驗值,地下水封巖洞油庫圍巖應力有限元非線性分析,小城鎮生態規劃設計的邢臺模式。去年,提出雄安新區總體規劃安全和環保重大問題四條建議,同時,也提出生態安全建設、智慧城市、智慧結構研究的內容和問題,探索城市建設未來發展走勢,研究和推廣裝配式鋼結構建筑。他還十分關注空氣污染、水質和污水處理、土壤修復和食品安全、建筑健康和節能環保,不停地在探索和研究相關的國計民生大課題。

  卡塔爾外交部大樓高231米,是中建總公司設計施工總承包的項目,被譽為國際第一幢網狀交叉斜柱外框、內筒結構體系建筑。這個建筑結構非常有挑戰性,他說,“這個大樓,是卡塔爾的最高建筑,在設計中難點很多。首先,當地‘卡斯特地區’的石灰巖地質構造,地質復雜,地下水豐富,采用高壓注水泥漿的方法處理地基和采用空間變剛度群樁;其次,它的外框架為空間網狀斜柱框筒結構,不對稱式偏心荷載,樓板懸臂,預應力環梁,最頂端有鋼結構大穹頂,整個建筑幕墻外采用鋁合金遮陽板,這些特殊結構在設計和施工中難度很大。外交大樓的大廳在地下二層,采用下沉式進樓方式;大穹頂高20多米,外表面裝飾設計則體現阿拉伯文化特色;另外,無加強層,無避難層、無防火層等設計也是國內所未有。

  對于“空間變剛度群樁等沉降設計新方法”理論,他說,目前,高層建筑或超高層建筑深基礎設計方法,主要按靜力平衡法進行設計,在確定了超長樁的數量之后,再根據《規范》驗算基礎的沉降。在高層建筑超長樁箱(筏)基礎沉降計算研究中,主要采用半理論、半經驗的等代實體深基礎方法和采用彈性力學來分別計算群樁的沉降值,往往沉降計算理論值遠比實測值要大。根據長樁控制沉降好、短樁承載好的特點和地基應力分布規律以及地基應力、應變分析,地基的綜合剛度對基礎的沉降起決定作用,由此提出空間變剛度群樁等沉降設計新方法,改變“等樁長、等樁距、等樁徑”的傳統設計方法。

  學習中不斷思索,思索中積累知識,實踐中增加經驗,突破中提出創新。陳祥福提出的空間變剛度群樁等沉降設計新方法,是樁基設計的歷史性突破,工程應用表明,具有廣闊的應用前景和巨大的經濟效益。

  作為專家,陳祥福從理論和技術上為建筑領域作出重大貢獻;作為全國政協委員,他還為我國建筑業發展出謀劃策。

  建筑節能在能源資源節約中占有重要地位,建設部就把建筑節能列為工作要點,幾次刮起全國范圍的“節能風暴”。在“兩會”上,他的提案《建筑節能自主創新技術和知識產權中的問題和對策》,新華社發通稿,再次引發創新節能科技的討論。他說,“建筑節能不僅需要政策土壤,還要有創新節能技術和自主知識產權。技術保障才是建筑節能的‘源頭活水’。”

  當前,我國建筑節能制品和知識產權保護水平低,建筑節能企業中能夠自主創新的企業少且分散,尤其體現在標準制定中,企業專利標準化、技術專利化尚未形成,假冒偽劣產品、仿名牌產品充斥市場,侵權實例很多。節能建筑的專利技術主要集中在太陽能技術、外墻保溫技術和地熱源熱泵技術,而遮陽技術和門窗技術大多數引進國外技術和設備。最近,純真空玻璃門窗和幕墻、太陽能利用發展勢頭很好。建筑節能產品取決生產商的價值取向,很大程度由開發商左右,他們往往只顧眼前利益。政府制定有利于自主創新、保護專利的政策法規之后,知識產權戰略不成熟,使技術標準與專利技術分離。建筑節能除了新建公用建筑和住宅外,大量的舊建筑要進行節能改造,這更需要技術、管理創新、機制創新。

  對此,他建議,“建筑節能的企業應加大技術創新的投入、研究企業自主知識產權的專利技術,提高企業的核心競爭力。另外,除了制定各種建筑節能設計標準、施工驗收規程和節電節水節能設備標準以外,要制定一些法則和強制性條文,鼓勵自主知識創新、保護專利技術、規范建筑節能市場、打擊假冒偽劣產品、保護用戶利益;成立建筑節能行業協會,包括開發商、建筑節能企業、研究院所、知識產權保護機構、律師和施工單位等,適當重組整合建筑節能企業和專利技術,把成熟專利技術列入國家標準;科技部應加大建筑節能重大技術研究投入,組織科技攻關,產生更多的建筑節能原創性成果和專利,增加國際競爭力。”

  萬丈高樓從地起,建筑向高空伸展難,向地下深進更難。只有科學技術的不斷突破和創新才能步步高、尺尺深。陳祥福,把手筆留在高空,把心智留在大地,他的心永遠深深的寄托于這片土地,關注著它的發展與輝煌。對于美好的未來中國夢 ,讓建筑更健康、更智慧、更美麗,他充滿期待,也將全力以赴,通過不斷創新,譜寫更加燦爛的篇章。

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