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《人民日报》报道哈尔滨工业大学沈世钊院士用行动践行科学家精神

2024-06-04   人民日报   阅读量:834

厚植、笃行

身体力行、知行合一

70载奋斗

为我国的大跨空间结构研究作出了突出贡献

用行动践行科学家精神的深刻内涵

近日

人民日报“讲述·弘扬科学家精神”专栏推出

中国工程院院士、哈工大沈世钊教授的感人故事

   

    相关报道如下:

中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授沈世钊——

为大型建筑撑起钢铁架构(讲述·弘扬科学家精神)

人物小传

    沈世钊,1933年生,浙江嘉兴人,中国工程院院士,哈尔滨工业大学教授、博士生导师。他开拓了大跨空间结构新兴学科,在“悬索结构解析理论”等前沿领域取得重要成果,创造性设计了多项具有典型意义的新型空间结构,曾主持研发“中国天眼”500米口径球面射电望远镜主动反射面结构系统。1999年当选中国工程院院士,2012年成为国际空间结构协会“荣誉会员”,2017年获中国钢结构协会最高成就奖。

    来到哈尔滨工业大学土木工程学院四楼,一幅题字映入眼帘:“学习科技,也关注人文;重视科学精神,更崇尚人文精神,坚持做学问与做人的统一”。这是哈工大土木学院的人才培养理念,写下这幅题字的,正是中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授沈世钊。

    中国工程院院士、现代空间结构开拓者、北京奥运会体育场馆评审委员会空间结构专家……从1953年到哈工大攻读研究生,到留校任教,再到开拓大跨空间结构新兴学科,沈世钊用70载的奋斗,为我国的大跨空间结构研究作出了贡献。

瞄准新兴领域

开拓现代空间结构新学科

    回顾过去,沈世钊总说,他们这个年龄段的人,见证了新中国成立,所以从求学开始,大家就一心一意想要为新中国建设贡献力量。

    1953年,正值我国第一个五年计划实施,从同济大学毕业的沈世钊,怀着一腔热情来到了哈尔滨工业大学攻读研究生。在导师带领下,沈世钊主要从事木结构研究。在学习过程中,沈世钊一边吸取国外先进的系统理论知识,一边对中国古典木结构建筑艺术进行深入研究。

    研究生毕业后,导师想要留沈世钊做自己的助手。“我说行,没问题!”回忆起这段经历,沈世钊说,“我要把满足国家需要当作自己的奋斗目标。”一句简单的话,就是他一辈子扎根哈工大、扎根祖国东北的承诺。就像《哈工大之歌》唱的那样,“忠诚和报效是我们的选择”。

    留校后,除了教学工作,沈世钊从事的第一个科研项目是关于“木屋盖纵向刚度”的研究。这期间,他创新性地提出了合理评价木屋盖空间刚度的系统理论和方法。这一创新理论,为木屋盖及其支撑系统的设计提供了科学依据。

    在研究中,沈世钊敏锐地意识到,木结构学科发展有可能遭遇瓶颈,新兴的钢结构领域才是未来发展趋势。于是,他将研究方向逐渐调整到以钢材料为基础的大跨空间结构领域。

    所谓“大跨空间结构”,一般是指横向跨越60米以上三维受力的各类结构,多运用于机场、运动场馆等大型公共建筑,是一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。上世纪80年代起,沈世钊带领学生潜心钻研大跨空间结构理论基础。“这个过程就像建大楼,一砖一瓦,从无到有,从稳定性、抗风、抗震等方面一一着手,逐步构建起完整的理论体系。”沈世钊的学生、哈工大副校长范峰回忆,研究过程非常艰难,得坐得住冷板凳。

主持多个大型项目攻关

用技术为实际工程服务

    1982年,沈世钊参与了吉林省滑冰馆的设计。当时,他们既没有相关技术材料,又没有计算机等专业辅助设备。沈世钊带着团队,没日没夜地扎在实验室里,人工完成了海量计算。相关计算材料堆起来有一尺多高。“那是一段令人难忘的回忆。搞技术,不是提出理论、发表文章就完了。技术得为实际工程服务,在工程中用得上。”沈世钊说。

    经过20多年的发展和完善,沈世钊研究的以钢材料为基础的大跨空间结构技术,越来越多地应用于大型公共建筑。

    2003年起,沈世钊作为北京奥运会体育场馆评审委员会空间结构专家,参与了“鸟巢”的设计与建设。“要啃就啃最硬的骨头,要做就做国家最需要的事情。”沈世钊说。

    “鸟巢”在设计之初,曾经是有“盖”的,当它合上时,体育场可以作为室内赛场。但这种大跨度结构需要用到大量的钢,结构自重比例很大。“理论上没有问题,但有建设风险且需要耗费大量钢材料。”沈世钊说。

    为此,沈世钊提出了一种可能的解决方案,即在保持“鸟巢”外部造型不变的前提下,去掉上方的可开合屋顶,再适当扩大中央的开孔,大大减少了建筑的结构自重和固定荷载,提高安全性同时,还能减少钢材用量。经过专家们多次论证,沈世钊提出的方案获得认可。于是,“鸟巢”采用了中间开口的设计方式,沈世钊也带领设计团队很快拿出了新的设计图纸,大大加快了“鸟巢”的建设进度。

    除了参与“鸟巢”的建设,沈世钊还参与了“中国天眼”的设计。其中,有一项全球首创的技术,就是沈世钊团队研发的主动反射面结构系统。沈世钊介绍,“中国天眼”的精度,与反射面面积直接相关。

    “中国天眼”总工程师南仁东曾说,“‘中国天眼’在宇宙空间捕捉信号,犹如在雷声中捕捉蝉鸣,没有超级灵敏的‘耳朵’,根本分辨不出来。”而沈世钊团队研发的主动反射面结构系统,就是让这只“耳朵”变得灵敏的关键,“它实质上是一个超大跨度、超高精度、形状实时可调控的巨型机械系统,是对现有结构工程技术的巨大挑战。”沈世钊说。

    面对挑战,沈世钊团队利用在大跨空间结构方面的技术积累,经过一系列测算试验和对比优化,最终确定了设计方案。“虽然建设过程中遇到了不少困难,但最后每个节点的误差不超过5毫米,很不容易。”沈世钊回忆,整个建设过程历经8年时间,他的团队还在该项目中培养了3名博士和8名硕士。

努力教书育人

为我国现代空间结构领域培养后备人才

    为国育才,是沈世钊钟情一生的事业,无论取得多少成绩,他始终强调自己是一名人民教师。

    沈世钊曾说:“此生有幸为教师,得天下英才朝夕切磋与共,其乐融融。”他把很多精力放在人才培养和梯队建设方面。

    研究过程中,沈世钊总是有意识地为学生们提供锻炼的机会,既给他们压担子,也为他们搭梯子。范峰回忆,他的博士课题研究方向是大跨空间结构抗震,项目立项时,负责人一栏写的是“沈世钊”;到验收时,沈世钊却把“范峰”作为专题负责人写了上去。“这种感觉就像父辈领着孩子往前走。”范峰说。在这样的治学氛围下,哈工大培养出了大跨空间结构领域一支富有活力的一流学术团队。

    沈世钊对学生们说得最多的,就是“厚植”与“笃行”。“做学问,不要浮躁,基础研究很重要。”沈世钊说,“厚植,把专业基础打好,就像建大楼打地基;笃行,就是要深入钻研某个课题,让研究本身具有更强的实用性。”在将近70年的教学生涯中,沈世钊是这么说的,也是这么做的……

    记者手记

   

厚植研究根基 攀登科学高峰

    70多年前,从2000多公里外的家乡来到冰城哈尔滨,为建筑工程研究贡献自己的力量;上世纪70年代,从原本研究的木结构“跨”到国家发展需要的钢结构研究,完成了诸多标志性建筑的设计建造……在人生历程中,沈世钊经历过很多次“跨越”,但“是否于国家有利”,是他作出选择的唯一依据。

    爱国是科学家精神的重要内涵。在沈世钊看来,做研究,不能只顾眼前不见长远;真正的大学问,是关系社会责任和国家大义的。怀揣这样的信念,沈世钊不断积累、厚植研究根基,取得了诸多成就;他身体力行、知行合一,在科学道路上攀登了一座座高峰。

    编辑丨马晓雪

    排版丨易诗皓

    责任编辑丨张又元

    审核丨宋玲 李守斌