鐵塔之尖的鋼結(jié)構(gòu)播種者——薛發(fā)教授
發(fā)布時(shí)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(gè)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(chǎng)，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(jí)高級(jí)工程師，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)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(cái)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(jǐn)作風(fēng)與高尚品格，刻苦的鉆研打下了扎實(shí)的理論和專業(yè)基礎(chǔ)，不懈的探索培養(yǎng)了對(duì)知識(shí)的熱愛。畢業(yè)設(shè)計(jì)真刀真槍的實(shí)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(chǎng)擔(dān)任工地代表。當(dāng)時(shí)艱苦條件，對(duì)今天的年輕人難以想象。每日兩餐面餅清湯，清早開始按計(jì)劃?rùn)z查梁的配筋。時(shí)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(dú)1根梁還未檢查，若稍稍馬虎也就混過。當(dāng)時(shí)他想起老師的教悔，任何疏忽都可能給國(guó)家與人民帶來巨大的損失，于是堅(jiān)持仔細(xì)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(gè)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(shí)確為相關(guān)人員計(jì)算失誤，后經(jīng)結(jié)構(gòu)加固得以補(bǔ)救。幾十年來，薛老始終抱著一絲不茍態(tài)度對(duì)待工程上的每一件事。
“業(yè)精于勤”，每經(jīng)手一個(gè)工程，薛老都要求自己盡量嘗試新的技術(shù)。他說，一個(gè)人若走上知識(shí)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(jì)，充分考察當(dāng)?shù)厍闆r，經(jīng)過一系列的試驗(yàn)，在黃土地區(qū)率先采用了爆擴(kuò)樁。工程完成后，寫了“爆擴(kuò)樁在黃土地區(qū)的應(yīng)用”一文，被刊發(fā)于國(guó)際上的文獻(xiàn)目錄。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)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(yǔ)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(shí)，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?xì)v歷在目。唐山大地震發(fā)生后第三天，他就深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，查閱了大量相關(guān)文獻(xiàn)，提出了我國(guó)應(yīng)參照日本等國(guó)家，對(duì)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(guó)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(duì)實(shí)際建筑物的試驗(yàn)，研究其地震時(shí)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(jì)規(guī)范》。80年代初期，他承擔(dān)了合月巴郵電樞紐樓、北京國(guó)際局工程、包頭樞紐樓、民族學(xué)院附中、煙臺(tái)煙中大廈(31層)、城鄉(xiāng)二期(5萬m2)等多今工程的設(shè)計(jì)；還負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)了九度抗震的云南
下關(guān)通信樓，當(dāng)時(shí)國(guó)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(yàn)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(jì)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(shí)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(jì)院接到一個(gè)鐵塔援外工程，交給他負(fù)責(zé)。對(duì)于當(dāng)時(shí)從未涉足鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的薛發(fā)來說，這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。他向有經(jīng)驗(yàn)的人請(qǐng)教，利用業(yè)余時(shí)間研究。邊干邊學(xué)。這一干，就接連設(shè)計(jì)了79座不同規(guī)模的鐵塔，逐漸積累起了經(jīng)驗(yàn)。改革開放后，國(guó)家鼓勵(lì)合理用鋼。薛老一邊繼續(xù)設(shè)計(jì)，于1984年寫了關(guān)于特種結(jié)構(gòu)的《屋頂塔的設(shè)計(jì)》(上)一書；一邊投身到塔廠的開發(fā)中，一點(diǎn)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(dá)45億，被中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)命名為“鐵塔生產(chǎn)基地”。有人曾統(tǒng)計(jì)過，國(guó)內(nèi)外他設(shè)計(jì)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(jìn)行第二次充電，薛發(fā)報(bào)名參加了英國(guó)文化委員會(huì)的獎(jiǎng)學(xué)金名額考試，當(dāng)時(shí)他已是高級(jí)工程師，卻仍孜孜不倦。第一外語(yǔ)為俄語(yǔ)，僅有過短暫英語(yǔ)學(xué)習(xí)經(jīng)歷的他狠下苦功，最終以自如的對(duì)答和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)得到了評(píng)審的認(rèn)可。留學(xué)的三年中，英式特有的嚴(yán)謹(jǐn)氛圍使他受到高強(qiáng)度的實(shí)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(gè)部門停留2—3個(gè)月，參觀各種工程，考察工地，親自參與設(shè)計(jì)、討論，疑惑之處便與原先該部門負(fù)責(zé)的工程師一同探討、教學(xué)相長(zhǎng)，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(jì)，海港、碼頭、道路、大跨度結(jié)構(gòu)、橋梁等工程設(shè)計(jì)8項(xiàng)，并參與編寫《世界橋梁手冊(cè)》(發(fā)展中國(guó)家部分)。由于出色表現(xiàn)，又一次得到獎(jiǎng)學(xué)金授予，并獲得了CBi終身學(xué)者，受到英國(guó)皇室的接見。
這些年來，薛老將多年的經(jīng)驗(yàn)匯集在《電信建筑設(shè)計(jì)》(結(jié)構(gòu)部分)、《天線與饋線》(塔桅部分)、《移動(dòng)通信》(塔桅部分)、《中國(guó)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(jì)手冊(cè)》（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(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展概況及結(jié)構(gòu)形式》、《國(guó)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(guó)外優(yōu)秀文章譯為中文(英、日、俄共計(jì)100萬字)。推動(dòng)了國(guó)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(duì)設(shè)計(jì)工作的體會(huì)，薛老說，作為一名設(shè)計(jì)人員，必須對(duì)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目有全面的了解，從實(shí)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(jì)算機(jī)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(yàn)的工程師的判斷。曾有一個(gè)工程需要米字型節(jié)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果為Ф100x10，按當(dāng)時(shí)的加工水平無法實(shí)現(xiàn)，故增至Ф120x12，卻未料到1：1節(jié)點(diǎn)荷載試驗(yàn)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(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展蒸蒸日上，薛老進(jìn)行了大量門式剛架結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究。1998年，他就發(fā)表了“積極、穩(wěn)健地發(fā)展我國(guó)的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)一文”，提倡鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選材，必須逐步國(guó)家化，并給一些企業(yè)管理、技術(shù)上的支持。此后，他對(duì)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(chǎng)潛力。有關(guān)資料顯示，我國(guó)每年住房需求約8億m2，生活水平的提高也必然催動(dòng)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(shì)下，鋼結(jié)構(gòu)，特別是節(jié)能鋼以名副其實(shí)的可持續(xù)性，有良好的發(fā)展前景。?998年，通過與紫荊集團(tuán)合作，在涿州的鋼結(jié)構(gòu)住宅的實(shí)驗(yàn)基地建造了一棟三層住宅，為全國(guó)首次鋼結(jié)構(gòu)住宅推廣會(huì)，意義深遠(yuǎn)。2001年~2002年間，原建設(shè)部科技司科研立項(xiàng)40多個(gè)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(jìn)行了全國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)住宅調(diào)研報(bào)告。2004年開始制定《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)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(jìn)行了鋼結(jié)構(gòu)住宅的全國(guó)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(shí)施細(xì)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(huì)給建設(shè)方與購(gòu)買方都帶來風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)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(gè)前提，就是在同等條件下進(jìn)行比較。鋼框架必須不定期進(jìn)行維護(hù)、更新，有時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況使用更加昂貴的新材料，導(dǎo)致了整個(gè)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(fèi)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(shí)甚至高達(dá)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(jià)的另一個(gè)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(jì)出合理的節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行快速裝配，施工效率會(huì)更為提高。
值得注意的另一點(diǎn)是，鋼結(jié)構(gòu)建筑中事故的發(fā)生原因，除了設(shè)計(jì)、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(jì)施工企業(yè)等對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)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(jìn)行保護(hù)，涂料即為結(jié)構(gòu)的保護(hù)傘。但有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的防火涂料產(chǎn)品性能參差不齊，與進(jìn)口防火涂料相比存在較大差距。此外，各國(guó)結(jié)合實(shí)情都定有標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)兩層以下的低層住宅耐火極限是30分鐘。中國(guó)人的財(cái)產(chǎn)觀念歷來較強(qiáng)，因此火災(zāi)中，人們?cè)谔由耐瑫r(shí)往往還要滅火、搶救財(cái)產(chǎn)，時(shí)間耗費(fèi)較多。所以在制定住宅鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范時(shí)不能照搬國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，要結(jié)合中國(guó)國(guó)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(guó)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(jìn)一步加大研發(fā)力度。
對(duì)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(guó)不宜提倡大量建造別墅。為了打開鋼結(jié)構(gòu)住宅市場(chǎng)，由低層鋼結(jié)構(gòu)住宅帶頭推動(dòng)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(guó)國(guó)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(shì)。
訪談最后，當(dāng)被問及對(duì)未來的規(guī)劃，薛老笑道，現(xiàn)在流行一個(gè)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(guó)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(guó)走向制造強(qiáng)國(guó)的歷史發(fā)展時(shí)期。全國(guó)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(guó)鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)日益繁英與成熟。
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