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科技创新撑起建筑“风骨”

    发布时间:2024-10-09

——记四川省建筑设计研究院有限公司总工程师、四川省工程勘察设计大师赵仕兴

   杨 戈  蔡巧玉  吕腾波  

  

  建筑在我们的生活中无处不在,被人们视为凝固的音乐。面对一座建筑,人们往往赞叹于设计师的创意和才华,殊不知,建筑设计师要展示建筑的力度和美感,是通过合理科学的技术手段来实现的。这需要结构工程师充分了解建筑设计师的想法,综合考虑建筑的使用功能、受力特点,以及建筑材料的性质等种种因素,提出结构方案,完成施工图设计,把结构的内在美和建筑的外在美统一起来,共同创造出成功的建筑作品。

  赵仕兴表示,如果把建筑比作人体的话,建筑设计师给了一座建筑“颜值”和“身材”,而结构工程师则给了建筑“风骨”与“安全”。深耕于四川省建筑设计研究院有限公司(以下简称“四川院”)30余年的他,作为结构工程师参与的建筑作品遍布成都市、四川省,甚至全国各地,许多都已经成为城市名片和时代精品。

  身为国务院政府特殊津贴专家、四川省学术和技术带头人,赵仕兴的背后是一副波澜壮阔、跌宕起伏的中国建筑行业发展的宏伟卷图,30多年来,他目睹并见证了中国建筑设计的发展,也经历了中国建筑业的潮起潮落,但无论是在高峰还是低谷,赵仕兴始终坚守着“安全第一的责任担当”“对科学的追求,对自然的敬畏”“相互尊重,通力合作”“持续不断地学习”,以及“与时俱进的创新精神”,在他看来,无论身处顺境还是逆境,这些都是一名优秀的结构工程师坚持的操守。


初出茅庐


  赵仕兴进入建筑领域是一件机缘巧合的事。1970年,他出生于四川射洪的一个小村庄,从小就对世间万物充满了好奇和钻研之心。“上学之后,我有很多想法。想当老师,想当飞机设计师,但终因高考前班主任的一句‘建筑是一个非常好的专业’而改变。”赵仕兴笑着回忆,当时由于年少,获取消息的渠道也很闭塞,班主任的话便充满了分量和权威,而这一句无心的话则成了他人生的指向标。

  于是,赵仕兴提前一年高中毕业,并以第一志愿考取了天津大学土木工程系结构工程专业。天津大学土木工程系是中国历史最悠久的土木工程系,为中国培养出大批活跃在国内外建筑前沿领域的专业人才。在这样一种底蕴深厚的土壤里,年轻的赵仕兴开始了如饥似渴的学习。

  由于是临时起意,赵仕兴甚至在入学前还不清楚建筑设计师和结构工程师的分别。结构工程并不算一个被追逐的热门专业,即便在建筑行业大家庭里,它也没有光鲜亮丽的主角光环,但是赵仕兴在内心深处告诫自己,国家设置的专业一定是有社会需求的,无所谓冷热,任何专业只要肯钻研都会大有作为。

  此后,“坚持”成为了赵仕兴学业和事业发展的关键词,从建筑的基础知识到一些最底层的设计技法;从建筑的美学、历史到建筑的材料、构造、力学、抗风、抗震等,赵仕兴一点一滴从头学起。在不断的求知与实践中,他对于结构设计有了更深的理解,对于未来的行业有了提前的认知,也更明确了自己的目标和方向。

  1992年,赵仕兴被分配到家乡四川省建筑设计研究院有限公司工作,成为建筑设计领域的一名新兵。两年后,单位将他派到珠海分院支持特区建设。20世纪90年代的广东,正处于全国经济高速发展的最前线,各种工程建设紧锣密鼓。年轻的赵仕兴全身心地投入到全新的工作之中。

  高强度的3年工作,也是赵仕兴不断学习和成长的过程,面对从前在书本里和课堂上从没遇到过的挑战,他感受到了沉甸甸的压力,更被激发出了一股拼劲,在“炮火”声中接受洗礼,逐步完成了从青涩向成熟的蜕变。

  越来越多的“作品”伫立于世让赵仕兴充满了成就感和自信:“那3年的磨砺让我终生受益,不但让我对建筑的设计和建造过程有了深入全面的了解,也让我认识到,结构设计容不得一丝马虎。”

  经过全方位的锻炼,赵仕兴回到了四川院,开始独当一面。千禧年前后,城镇化的飞速发展和旧城改造的风潮也吹到天府之国,随着生活水平的提高,人民的住房观念和住房需求也发生了重大转变,对居住的环境和性能质量提出了更高要求,这为建筑行业带来持续的上升空间和更多发展机遇,也为从业者带来机会和挑战。

  27岁,赵仕兴第一次独立以专业负责人的身份负责设计成都锦江时代花园项目的结构设计。建筑的立面和平面都极其复杂,鉴于当时的技术手段,结构计算和设计制图也都相当麻烦。特别是建筑平面端部的一字形墙,从墙体一端每层悬挑了较大尺寸,这在之前是没有遇到过的设计。赵仕兴用TBSA软件做了整体计算之后不放心,自己又手算复核了一遍,两者验证吻合,但是很多工程师都不认可这个方案,觉得没有把握。

  年轻的赵仕兴为了验证自己的判断,决定登门去求教时任四川院总工程师刘学海。“第一次和院总工程师打交道,心里其实挺紧张的,有点战战兢兢,因为彼此的身份差距很大。”赵仕兴回忆自己当时忐忑的心情,但是为了得到一个正确答案,他还是硬着头皮敲开了刘学海的办公室。出乎意料的是,刘学海热情地接待了他,耐心听完他的想法,做了详细的解答,并肯定了赵仕兴的思路。这一次交流成为赵仕兴建筑事业的一个加油站,给了他极大的鼓励和肯定。“从此在结构设计上就更有信心也更加热爱了”。

  “这一路走来,我还得到四川院很多老同志的帮助,比如建筑专业的储兆佛(已故)、刘启芝,结构专业的李琇、章一萍,等等。”赵仕兴回顾过往充满了感恩之心,“在他们的指导和鼓励下,我的结构之路走得越来越扎实。如果说30多年前,选择结构工程这个专业完全是一种偶然,那么30多年来,我对专业的坚守绝不是偶然。”


攻坚克难


  建筑,是时代发展的见证者,它承载着当代主流的科学理念和技术,为先进的材料和工程技术提供应用平台。随着社会的发展,科学技术的不断进步,结构设计也处于不断的发展迭代过程之中。

  “我的工作就是不断积累和创新的过程,面对的每一个任务都有各自的特点和难点,所处的地理位置不一样,气候条件不一样,文化环境不一样,所以每个项目都有各自的挑战性。”赵仕兴一边向笔者分享他的创新心得,一边感叹。

  2007年,四川投资集团准备在成都高新区投资建设一座写字楼,对标国际,提出采用钢—混凝土混合结构的要求。在此之前,成都市内的办公楼一般是以混凝土为主,并没有钢—混凝土混合结构的先例,这在四川省内也是第一例。

  志不求易者成,事不避难者进。对于赵仕兴而言,既是挑战,也是机遇。他带领着团队从钢结构的基础设计方法开始钻研,请教专家,找来资料和案例深度学习,他总是鼓励大家:“我们把这些工作承担下来,在承担风险的同时,其实也是给我们创造了一个自主创新、大展身手的空间。”

  过程非常艰难,赵仕兴带着团队没日没夜地扎在实验室里,通过软件计算之后,人工还要完成海量计算的复核,相关计算材料堆起来有一尺多高。而且在这个项目里,还要完成当时西南地区第一例高达40米的拉索玻璃幕墙的工程,“那真是一段令人难忘的经历。为了保证万无一失,我们做了很多试验,比如在中国空气动力研究中心做了风洞试验,还在重庆大学针对新型复杂节点做了节点试验”。

  最终,赵仕兴带领大家啃下了这块“硬骨头”,并提升了四川院的技术影响力,这一项目还获得了中国建筑学会优秀结构设计奖二等奖和四川省优秀工程勘察设计奖一等奖。

  建筑设计质量的好坏,建筑与结构两者之间能否完美结合是关键环节之一。赵仕兴一直坚持,建筑物除了追求建筑美学及新颖外形之外,一定要注重建筑结构的安全性和合理性,以确保在满足建筑物基本功能和建筑表现的基础上,具有抵御自然灾害的能力。

  2003年,赵仕兴在做三星堆博物馆二期的结构设计时,考虑到该博物馆的影响力和重要性,特意将规范规定的抗震设防烈度6度提升为7度,虽然增加了一些成本,但是抗震能力却大幅提高。5年后,汶川发生了震惊世界的8.0级大地震,顷刻间,地动山摇、屋毁房塌,造成重大人员伤亡和财产损失,博物馆二期附近其他建筑也有明显破坏,而赵仕兴负责设计的该建筑安然无恙,避免了文物搬迁和博物馆加固维修等无法估量的损失,为此三星堆博物馆特意向四川院发去了表扬信,赵仕兴从这件事上感受到了身为一名结构工程师的价值感和成就感。


与时俱进


  结构工程师不是只和建筑打交道,还要同各种各样的人沟通交流。行业主管部门、甲方、施工单位、其他专业的设计师等。“遇到难题,我首先不是去要求对方改变,而是尽量想办法自己解决问题。”赵仕兴这种相互尊重、通力协作的方式让他赢得了客户的赞赏和同行的尊重。

  建筑物有“风骨”,源自做建筑的人有风骨。赵仕兴尽管在合作中设身处地,反求诸己,但他也有自己的底线,当建筑的美观性、功能性、经济性同安全性形成矛盾时,他毫不犹豫地选择建筑的安全。“所有东西都可以重来,唯独人的生命是不能重来的。”建筑承托着万千生命之重,这种对于自然的敬畏,对于风险的预判,来自于赵仕兴30多年的亲身体验和工作积累。

  随着信息技术的快速发展及人工智能、大数据等先进技术的不断涌现,建筑设计迎来了数字技术的新时代。数字科技的使用正在逐步改变建筑设计方法和过程,形成对建筑设计传统观念的挑战。

  在赵仕兴看来,科技在建筑中的应用将成为主流。科技为设计创造了无限的自由,助力建筑设计有更多值得挖掘的内涵。科技可以提升建筑的质量,做到更安全、绿色、节能。

  2020年,赵仕兴担任四川院总工程师,负责全院的技术、质量和科技创新工作,开始了未雨绸缪的布局和准备。比如他成立了复杂结构设计研究中心,发起成立解构学堂、天府结构大讲堂,广泛邀请行业内的大咖交流,活跃学术氛围,显著提升了四川院的行业影响力,并大力从事新材料、新结构和抗震防灾研究工作,已经产生大量科技成果。

  这是一个积极向上的团队、开拓创新的团队,同时又是一个其乐融融的大家庭。大家经常针对各种技术问题展开讨论,讨论是平等的,人人都可以畅所欲言。赵仕兴在这些年轻人眼中亦师亦友,每一位团队成员都充分享受着这样难得的氛围。赵仕兴特别重视创新人才队伍的培养,敢让青年人挑大梁,如同自己当年在前辈的锻炼下那样,通过科技创新和工程实践促进他们快速成长并独当一面。

  当然,这个社会没有长青的行业,任何行业都是有起伏的。随着国家建设的逐渐饱和,建筑设计业务在逐渐下滑,但赵仕兴鼓励大家用发展的眼光看世界,传统的项目越来越少,但新的赛道也有前进的空间。

  “认准方向就不要轻易放弃,只要不断提升自己的能力,就不会成为被淘汰的对象。”这是赵仕兴对年轻人最常说的一句话,“要扛得住压力,经得起风雨,建筑如此,人也一样。”
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