鐵塔之尖的鋼結(jié)構(gòu)播種者——薛發(fā)教授
發(fā)布時間:2013-08-19 新聞來源:一覽鋼構(gòu)英才網(wǎng)
薛發(fā),清華大學(xué)土木系工民建專業(yè),一個一生為鋼結(jié)構(gòu)奔走忙碌了大半輩子的老人,曾奔赴唐山地震現(xiàn)場,致力鋼結(jié)構(gòu)抗震等技術(shù),開拓了鋼構(gòu)的發(fā)展與創(chuàng)新。他是教授級高級工程師,國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師。
1959年,英姿颯爽的薛發(fā)踏入清華園,開始了六年本科學(xué)習(xí);仡欉@段經(jīng)歷,他稱自己的大學(xué)生活為終生受益的寶貴財富。“為求一字穩(wěn),耐得半宵寒”——良好的求學(xué)氛圍熏陶了嚴(yán)謹作風(fēng)與高尚品格,刻苦的鉆研打下了扎實的理論和專業(yè)基礎(chǔ),不懈的探索培養(yǎng)了對知識的熱愛。畢業(yè)設(shè)計真刀真槍的實際工程,將他正式引入了工程領(lǐng)域。
畢業(yè)后不久,年輕的薛發(fā)初出茅廬,到現(xiàn)場擔(dān)任工地代表。當(dāng)時艱苦條件,對今天的年輕人難以想象。每日兩餐面餅清湯,清早開始按計劃檢查梁的配筋。時至黃昏,所有人都已饑腸轆轆,之前所有的配筋檢查都沒問題,唯獨1根梁還未檢查,若稍稍馬虎也就混過。當(dāng)時他想起老師的教悔,任何疏忽都可能給國家與人民帶來巨大的損失,于是堅持仔細檢查完剩下的這根梁,當(dāng)即發(fā)現(xiàn)少配了主筋,消除了潛在的隱患。曾有一個基礎(chǔ)完建、施工中途的工程,被他一眼看出基礎(chǔ)配筋的問題,經(jīng)過核實確為相關(guān)人員計算失誤,后經(jīng)結(jié)構(gòu)加固得以補救。幾十年來,薛老始終抱著一絲不茍態(tài)度對待工程上的每一件事。
“業(yè)精于勤”,每經(jīng)手一個工程,薛老都要求自己盡量嘗試新的技術(shù)。他說,一個人若走上知識分子的道路,便是將學(xué)習(xí)作為終生伴侶,須有“衣帶漸寬終不悔”的覺悟與毅力。上世紀(jì)70年代,他承擔(dān)西北延安電信樓工程的設(shè)計,充分考察當(dāng)?shù)厍闆r,經(jīng)過一系列的試驗,在黃土地區(qū)率先采用了爆擴樁。工程完成后,寫了“爆擴樁在黃土地區(qū)的應(yīng)用”一文,被刊發(fā)于國際上的文獻目錄。當(dāng)時,國內(nèi)計算機鳳毛麟角,他又自學(xué)編程兩年多,經(jīng)常鉆研到深夜。1977年,用AQto—60語言編寫了“TQ—16樁基礎(chǔ)的自由沉降”程序并發(fā)布。
由于工作上的需要,薛老較早開始了抗震方面的研究,尤其是通信設(shè)備的抗震。天災(zāi)不可防,當(dāng)遭遇地震、海嘯、森林火災(zāi)等大規(guī)模自然災(zāi)害時,安逸的生活發(fā)生巨變,承受極大的打擊,近年發(fā)生的汶川地震、玉樹地震,世界各地的海嘯所造成的災(zāi)害都歷歷在目。唐山大地震發(fā)生后第三天,他就深入現(xiàn)場進行考察,查閱了大量相關(guān)文獻,提出了我國應(yīng)參照日本等國家,對于重要的設(shè)施,如生命線工程等,抗震設(shè)防烈度要比其他建筑提高一度的建議,得到采納并以國務(wù)院名義下發(fā)。隨后,他與清華大學(xué)教研組合作,開展了一系列對實際建筑物的試驗,研究其地震時各種反應(yīng),并以結(jié)果為依據(jù),參與編寫了《工業(yè)與民用建筑設(shè)計規(guī)范》。80年代初期,他承擔(dān)了合月巴郵電樞紐樓、北京國際局工程、包頭樞紐樓、民族學(xué)院附中、煙臺煙中大廈(31層)、城鄉(xiāng)二期(5萬m2)等多今工程的設(shè)計;還負責(zé)設(shè)計了九度抗震的云南
下關(guān)通信樓,當(dāng)時國內(nèi)尚無類似工程,該樓歷經(jīng)一次地震而無損壞。在總結(jié)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,作為郵電部抗震辦公室的成員,他制定了設(shè)備的抗震標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)防要求,為此后通信樓的設(shè)計提供了參考。性能良好的通信設(shè)備,保障了異常情況發(fā)生時的信息傳播,有利于抑制災(zāi)害的蔓延。
談起如何與鋼結(jié)構(gòu)結(jié)下緣分,也頗有趣味。70年代前期,郵電部設(shè)計院接到一個鐵塔援外工程,交給他負責(zé)。對于當(dāng)時從未涉足鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的薛發(fā)來說,這是一個巨大的挑戰(zhàn)。他向有經(jīng)驗的人請教,利用業(yè)余時間研究。邊干邊學(xué)。這一干,就接連設(shè)計了79座不同規(guī)模的鐵塔,逐漸積累起了經(jīng)驗。改革開放后,國家鼓勵合理用鋼。薛老一邊繼續(xù)設(shè)計,于1984年寫了關(guān)于特種結(jié)構(gòu)的《屋頂塔的設(shè)計》(上)一書;一邊投身到塔廠的開發(fā)中,一點一滴協(xié)助建設(shè)景山的鐵塔廠,至今已發(fā)展至180多家各種規(guī)模的塔廠,年產(chǎn)值達45億,被中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會命名為“鐵塔生產(chǎn)基地”。有人曾統(tǒng)計過,國內(nèi)外他設(shè)計的各種規(guī)模的鐵塔不下1,000座,如雨后春筍般遍布各地,經(jīng)歷了數(shù)次風(fēng)災(zāi),屹然佇立。
為了進行第二次充電,薛發(fā)報名參加了英國文化委員會的獎學(xué)金名額考試,當(dāng)時他已是高級工程師,卻仍孜孜不倦。第一外語為俄語,僅有過短暫英語學(xué)習(xí)經(jīng)歷的他狠下苦功,最終以自如的對答和豐富的工程經(jīng)驗得到了評審的認可。留學(xué)的三年中,英式特有的嚴(yán)謹氛圍使他受到高強度的實踐鍛煉。他在著名的有200多年歷史的R.P.T顧問公司學(xué)習(xí),每個部門停留2—3個月,參觀各種工程,考察工地,親自參與設(shè)計、討論,疑惑之處便與原先該部門負責(zé)的工程師一同探討、教學(xué)相長,功力更上一層樓。期間,他擔(dān)任了英吉利海峽過海隧道的初步設(shè)計,海港、碼頭、道路、大跨度結(jié)構(gòu)、橋梁等工程設(shè)計8項,并參與編寫《世界橋梁手冊》(發(fā)展中國家部分)。由于出色表現(xiàn),又一次得到獎學(xué)金授予,并獲得了CBi終身學(xué)者,受到英國皇室的接見。
這些年來,薛老將多年的經(jīng)驗匯集在《電信建筑設(shè)計》(結(jié)構(gòu)部分)、《天線與饋線》(塔桅部分)、《移動通信》(塔桅部分)、《中國土木建筑百科辭典》(市政工程主要撰稿人)、《高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》(屋頂塔部分)等書中,并在鋼結(jié)構(gòu)住宅及鋼結(jié)構(gòu)工程方面發(fā)表了《國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展概況及結(jié)構(gòu)形式》、《國內(nèi)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展》等數(shù)十篇文章。他還將曾參閱過的國外優(yōu)秀文章譯為中文(英、日、俄共計100萬字)。推動了國內(nèi)學(xué)術(shù)發(fā)展,為同行與后輩提供了參考、指導(dǎo)。
談起對設(shè)計工作的體會,薛老說,作為一名設(shè)計人員,必須對設(shè)計的項目有全面的了解,從實際出發(fā)。他建議入行的新人,勤于手算,深入了解施IT藝,以便正確理解概念,雖然計算機程序效率高、速度快,但是無法替代人來判斷,尤其是豐富經(jīng)驗的工程師的判斷。曾有一個工程需要米字型節(jié)點,計算機模擬的結(jié)果為Ф100x10,按當(dāng)時的加工水平無法實現(xiàn),故增至Ф120x12,卻未料到1:1節(jié)點荷載試驗下來,加大的截面剛剛符合安全要求。
隨著改革開放的深入,我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展蒸蒸日上,薛老進行了大量門式剛架結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究。1998年,他就發(fā)表了“積極、穩(wěn)健地發(fā)展我國的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)一文”,提倡鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計及選材,必須逐步國家化,并給一些企業(yè)管理、技術(shù)上的支持。此后,他對鋼結(jié)構(gòu)住宅展開研究,寫了近50篇有關(guān)文章。
薛老肯定了鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)廣闊的市場潛力。有關(guān)資料顯示,我國每年住房需求約8億m2,生活水平的提高也必然催動住宅建造水平的改善,這一需求還在源源不斷地飆升。資源緊缺的趨勢下,鋼結(jié)構(gòu),特別是節(jié)能鋼以名副其實的可持續(xù)性,有良好的發(fā)展前景。?998年,通過與紫荊集團合作,在涿州的鋼結(jié)構(gòu)住宅的實驗基地建造了一棟三層住宅,為全國首次鋼結(jié)構(gòu)住宅推廣會,意義深遠。2001年~2002年間,原建設(shè)部科技司科研立項40多個支持研發(fā)鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù),并頒發(fā)了《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)則》,用以指導(dǎo)各地的鋼結(jié)構(gòu)住宅研發(fā)。2003年,在北京市建委的組織下,進行了全國的鋼結(jié)構(gòu)住宅調(diào)研報告。2004年開始制定《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計規(guī)程》等相關(guān)文件,近年來開展鋼結(jié)構(gòu)住宅標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化研究,今年又進行了鋼結(jié)構(gòu)住宅的全國性調(diào)查。但目前鋼結(jié)構(gòu)住宅的相關(guān)政策依然多為綱領(lǐng)性文件,相應(yīng)的實施細則和規(guī)范還不是很健全,輔助政策、稅收政策等也須要制定。這是鋼結(jié)構(gòu)推廣遭遇瓶頸的主要原因。
從表面上來看,鋼結(jié)構(gòu)住宅似乎成本過高、難以下手,會給建設(shè)方與購買方都帶來風(fēng)險。實際經(jīng)過比較,鋼結(jié)構(gòu)住宅和普通框架結(jié)構(gòu)建筑的成本是大致相同的。當(dāng)然,這有一個前提,就是在同等條件下進行比較。鋼框架必須不定期進行維護、更新,有時要根據(jù)實際情況使用更加昂貴的新材料,導(dǎo)致了整個建筑成本的上升。但是,由此帶來的卻是建筑功能的優(yōu)化,節(jié)能、環(huán)保上優(yōu)越性。鋼結(jié)構(gòu)建筑施工速度快,工期縮短,開發(fā)商可以提前還貸、周轉(zhuǎn)資金,也可以提前售房,相應(yīng)節(jié)省了人工費用。鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑斷面較小,能節(jié)省大約5%~8%的空間,有時甚至高達12%。以一棟5萬m2的建筑為例,使用鋼結(jié)構(gòu)建造可以多出使用面積2500m2,相當(dāng)可觀。影響鋼結(jié)構(gòu)住宅造價的另一個原因就是大批量工業(yè)生產(chǎn)沒有得到開展。如能在現(xiàn)有型材的基礎(chǔ)上,把柱、梁等構(gòu)件都做成可拼裝標(biāo)準(zhǔn)件,配合設(shè)計出合理的節(jié)點,進行快速裝配,施工效率會更為提高。
值得注意的另一點是,鋼結(jié)構(gòu)建筑中事故的發(fā)生原因,除了設(shè)計、制作、安裝方面的問題外,防腐、防火也占了相當(dāng)?shù)谋壤。業(yè)主、使用者或設(shè)計施工企業(yè)等對鋼結(jié)構(gòu)防護缺乏足夠的重視,導(dǎo)致材料及施工工藝的選擇不當(dāng),經(jīng)常造成鋼結(jié)構(gòu)過早的腐蝕或破壞,壽命大大縮短。防火問題更是重中之重,鋼結(jié)構(gòu)的抗火性能較弱,目前主流的防火措施是采用防火涂料進行保護,涂料即為結(jié)構(gòu)的保護傘。但有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示,國內(nèi)市場銷售的防火涂料產(chǎn)品性能參差不齊,與進口防火涂料相比存在較大差距。此外,各國結(jié)合實情都定有標(biāo)準(zhǔn),如美國兩層以下的低層住宅耐火極限是30分鐘。中國人的財產(chǎn)觀念歷來較強,因此火災(zāi)中,人們在逃生的同時往往還要滅火、搶救財產(chǎn),時間耗費較多。所以在制定住宅鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范時不能照搬國外標(biāo)準(zhǔn),要結(jié)合中國國情制定出合理的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。鋼結(jié)構(gòu)建筑要想在中國普及,還要解決技術(shù)及生產(chǎn)工藝方面的諸多難題,尤其在防火、防腐方面,應(yīng)進一步加大研發(fā)力度。
對于鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑發(fā)展方向,薛老早在2003年就嚴(yán)肅指出,我國不宜提倡大量建造別墅。為了打開鋼結(jié)構(gòu)住宅市場,由低層鋼結(jié)構(gòu)住宅帶頭推動不失為良策,但不應(yīng)該過度。目前,應(yīng)以推廣多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)先。我國國情是人多地少,土地資源十分匱乏,多層鋼結(jié)構(gòu)住宅(6層—12層)在土地利用率上具有明顯的優(yōu)勢。
訪談最后,當(dāng)被問及對未來的規(guī)劃,薛老笑道,現(xiàn)在流行一個新說法,70歲以后是“70后”,80歲以后是“80后”,更精彩的挑戰(zhàn)在明天。改革開放30年,我國的鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)取得飛速的發(fā)展,目前,這一行業(yè)正處于從鋼結(jié)構(gòu)制造大國走向制造強國的歷史發(fā)展時期。全國已出現(xiàn)3000多家大、中、小規(guī)模的有資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)。衷心祝愿我國鋼結(jié)構(gòu)市場日益繁英與成熟。
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