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          中國工程院院士、哈爾濱工業大學教授沈世釗——為大型建筑撐起鋼鐵架構
          發表時間:2024-04-11 來源:人民網-人民日報

            沈世釗在查閱資料。受訪者供圖

           

            人物小傳

            沈世釗,1933年生,浙江嘉興人,中國工程院院士,哈爾濱工業大學教授、博士生導師。他開拓了大跨空間結構新興學科,在“懸索結構解析理論”等前沿領域取得重要成果,創造性設計了多項具有典型意義的新型空間結構,曾主持研發“中國天眼”500米口徑球面射電望遠鏡主動反射面結構系統。1999年當選中國工程院院士,2012年成為國際空間結構協會“榮譽會員”,2017年獲中國鋼結構協會最高成就獎。

            來到哈爾濱工業大學土木工程學院四樓,一幅題字映入眼簾:“學習科技,也關注人文;重視科學精神,更崇尚人文精神,堅持做學問與做人的統一”。這是哈工大土木學院的人才培養理念,寫下這幅題字的,正是中國工程院院士、哈爾濱工業大學教授沈世釗。

            中國工程院院士、現代空間結構開拓者、北京奧運會體育場館評審委員會空間結構專家……從1953年到哈工大攻讀研究生,到留校任教,再到開拓大跨空間結構新興學科,沈世釗用70載的奮斗,為我國的大跨空間結構研究作出了貢獻。

           

            瞄準新興領域,開拓現代空間結構新學科

            回顧過去,沈世釗總說,他們這個年齡段的人,見證了新中國成立,所以從求學開始,大家就一心一意想要為新中國建設貢獻力量。

            1953年,正值我國第一個五年計劃實施,從同濟大學畢業的沈世釗,懷著一腔熱情來到了哈爾濱工業大學攻讀研究生。在導師帶領下,沈世釗主要從事木結構研究。在學習過程中,沈世釗一邊吸取國外先進的系統理論知識,一邊對中國古典木結構建筑藝術進行深入研究。

            研究生畢業后,導師想要留沈世釗做自己的助手?!拔艺f行,沒問題!”回憶起這段經歷,沈世釗說,“我要把滿足國家需要當作自己的奮斗目標?!币痪浜唵蔚脑?,就是他一輩子扎根哈工大、扎根祖國東北的承諾。就像《哈工大之歌》唱的那樣,“忠誠和報效是我們的選擇”。

            留校后,除了教學工作,沈世釗從事的第一個科研項目是關于“木屋蓋縱向剛度”的研究。這期間,他創新性地提出了合理評價木屋蓋空間剛度的系統理論和方法。這一創新理論,為木屋蓋及其支撐系統的設計提供了科學依據。

            在研究中,沈世釗敏銳地意識到,木結構學科發展有可能遭遇瓶頸,新興的鋼結構領域才是未來發展趨勢。于是,他將研究方向逐漸調整到以鋼材料為基礎的大跨空間結構領域。

            所謂“大跨空間結構”,一般是指橫向跨越60米以上三維受力的各類結構,多運用于機場、運動場館等大型公共建筑,是一個國家建筑科學技術發展水平的重要標志。上世紀80年代起,沈世釗帶領學生潛心鉆研大跨空間結構理論基礎?!斑@個過程就像建大樓,一磚一瓦,從無到有,從穩定性、抗風、抗震等方面一一著手,逐步構建起完整的理論體系?!鄙蚴泪摰膶W生、哈工大副校長范峰回憶,研究過程非常艱難,得坐得住冷板凳。

           

            主持多個大型項目攻關,用技術為實際工程服務

            1982年,沈世釗參與了吉林省滑冰館的設計。當時,他們既沒有相關技術材料,又沒有計算機等專業輔助設備。沈世釗帶著團隊,沒日沒夜地扎在實驗室里,人工完成了海量計算。相關計算材料堆起來有一尺多高?!澳鞘且欢瘟钊穗y忘的回憶。搞技術,不是提出理論、發表文章就完了。技術得為實際工程服務,在工程中用得上?!鄙蚴泪撜f。

            經過20多年的發展和完善,沈世釗研究的以鋼材料為基礎的大跨空間結構技術,越來越多地應用于大型公共建筑。

            2003年起,沈世釗作為北京奧運會體育場館評審委員會空間結構專家,參與了“鳥巢”的設計與建設?!耙芯涂凶钣驳墓穷^,要做就做國家最需要的事情?!鄙蚴泪撜f。

            “鳥巢”在設計之初,曾經是有“蓋”的,當它合上時,體育場可以作為室內賽場。但這種大跨度結構需要用到大量的鋼,結構自重比例很大?!袄碚撋蠜]有問題,但有建設風險且需要耗費大量鋼材料?!鄙蚴泪撜f。

            為此,沈世釗提出了一種可能的解決方案,即在保持“鳥巢”外部造型不變的前提下,去掉上方的可開合屋頂,再適當擴大中央的開孔,大大減少了建筑的結構自重和固定荷載,提高安全性同時,還能減少鋼材用量。經過專家們多次論證,沈世釗提出的方案獲得認可。于是,“鳥巢”采用了中間開口的設計方式,沈世釗也帶領設計團隊很快拿出了新的設計圖紙,大大加快了“鳥巢”的建設進度。

            除了參與“鳥巢”的建設,沈世釗還參與了“中國天眼”的設計。其中,有一項全球首創的技術,就是沈世釗團隊研發的主動反射面結構系統。沈世釗介紹,“中國天眼”的精度,與反射面面積直接相關。

            “中國天眼”總工程師南仁東曾說,“‘中國天眼’在宇宙空間捕捉信號,猶如在雷聲中捕捉蟬鳴,沒有超級靈敏的‘耳朵’,根本分辨不出來?!倍蚴泪搱F隊研發的主動反射面結構系統,就是讓這只“耳朵”變得靈敏的關鍵,“它實質上是一個超大跨度、超高精度、形狀實時可調控的巨型機械系統,是對現有結構工程技術的巨大挑戰?!鄙蚴泪撜f。

            面對挑戰,沈世釗團隊利用在大跨空間結構方面的技術積累,經過一系列測算試驗和對比優化,最終確定了設計方案?!半m然建設過程中遇到了不少困難,但最后每個節點的誤差不超過5毫米,很不容易?!鄙蚴泪摶貞?,整個建設過程歷經8年時間,他的團隊還在該項目中培養了3名博士和8名碩士。

           

            努力教書育人,為我國現代空間結構領域培養后備人才

            為國育才,是沈世釗鐘情一生的事業,無論取得多少成績,他始終強調自己是一名人民教師。

            沈世釗曾說:“此生有幸為教師,得天下英才朝夕切磋與共,其樂融融?!彼押芏嗑Ψ旁谌瞬排囵B和梯隊建設方面。

            研究過程中,沈世釗總是有意識地為學生們提供鍛煉的機會,既給他們壓擔子,也為他們搭梯子。范峰回憶,他的博士課題研究方向是大跨空間結構抗震,項目立項時,負責人一欄寫的是“沈世釗”;到驗收時,沈世釗卻把“范峰”作為專題負責人寫了上去?!斑@種感覺就像父輩領著孩子往前走?!狈斗逭f。在這樣的治學氛圍下,哈工大培養出了大跨空間結構領域一支富有活力的一流學術團隊。

            沈世釗對學生們說得最多的,就是“厚植”與“篤行”?!白鰧W問,不要浮躁,基礎研究很重要?!鄙蚴泪撜f,“厚植,把專業基礎打好,就像建大樓打地基;篤行,就是要深入鉆研某個課題,讓研究本身具有更強的實用性?!痹趯⒔?0年的教學生涯中,沈世釗是這么說的,也是這么做的……

           

            記者手記

            厚植研究根基

            攀登科學高峰

            70多年前,從2000多公里外的家鄉來到冰城哈爾濱,為建筑工程研究貢獻自己的力量;上世紀70年代,從原本研究的木結構“跨”到國家發展需要的鋼結構研究,完成了諸多標志性建筑的設計建造……在人生歷程中,沈世釗經歷過很多次“跨越”,但“是否于國家有利”,是他作出選擇的唯一依據。

            愛國是科學家精神的重要內涵。在沈世釗看來,做研究,不能只顧眼前不見長遠;真正的大學問,是關系社會責任和國家大義的。懷揣這樣的信念,沈世釗不斷積累、厚植研究根基,取得了諸多成就;他身體力行、知行合一,在科學道路上攀登了一座座高峰。

          網站編輯:白夢潔
          黨建網出品

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