——记广州大学研究员谭平

本刊记者　任 杰

　
　　一栋栋拔地而起的高楼大厦是现代大都市最醒目的名片，建筑物在担任城市形象大使的同时也肩负着庇佑人们生活安全的重担。汶川地震、玉树地震造成的楼毁人亡的惨状让人触目惊心，成为每一个中国人内心一道无法抚平的伤疤。这也是广州大学谭平研究员内心无法言说的伤痛，作为结构隔减震控制专家，谭平多年来一直致力于土木工程前沿研究领域之一的结构隔减震控制的理论学术研究与工程应用实践，十多年如一日，兢兢业业地实现着建地震中安全房屋的科研梦想。
　　
勇于创新　敢为人先
　　
　　近年来，住宅和道路桥梁设计越来越复杂多变，地壳活动也频繁发生，人们对建筑物的抗震性要求越来越高。采用隔震技术是改善建筑物地震安全性的有效手段。通常情况下，隔震层设置在建筑物第一层以下与基础之间，称为“基础隔震”，而从不墨守陈规的谭平却有了一个新想法：对于大平台多塔楼结构，若能将隔震层位置设置在平台和塔楼之间，对隔震层上、下部结构的受力情况均有利，是不是就可以解决传统抗震设计中难以解决的问题。
　　通过对层间隔震减震体系系统的理论与试验，谨慎探索、逐步实施。谭平最终确立了层间隔震体系上、下部结构之间参数匹配的最优组合关系，建立了层间隔震体系的简化分析方法，分析了其大震下的动力可靠度。这一研究成果一经推出就得到了同行的高度赞誉，研究成果也很快就在北京通惠家园等多个实际工程项目中得到应用。
　　通惠家园位于北京地铁复八线车辆段大平台上，是典型的大平台多塔楼结构。平台长1291m，宽226m，共两层，首层用于地铁复八线车辆段，二层用于设备管道及车库。由于钢筋混凝土框架平台已基本施工完毕，在平台上建住宅若按常规抗震设计，那么九层住宅下部平台框架柱抗震能力则不足，而且上部结构九层房屋设计超限，因此采用传统抗震方法很难满足抗震规范要求，并将导致下部平台框架柱地震剪力的大大增加。
　　然而，通过对该大平台上多栋塔楼结构采用层间隔震技术，将隔震层设置在九层住宅楼和大平台之间，成功解决上述问题，该项目建成后目前成为世界上面积最大的隔震建筑群，取得了显著的经济效益与社会效益，并于2010年获得国家科技进步奖二等奖。
　　
守护中国新高度
　　
　　随着建筑越来越高，结构变得越来越柔，现行基于延性结构的设计方法已很难同时满足其在地震或强风荷载作用下的安全性以及舒适性要求。
　　针对这一问题，谭平对控制装置、控制算法进行了广泛的的研究。谭平研发了多种智能减震控制装置，提出了自适应鲁棒H∞控制算法、基于变论域自适应算法、基于遗传算法的神经-模糊减振控制方法、自适应模糊滑动模态控制算法、改进的PID等多种智能控制算法。
　　因形状高挑、体形纤细、结构布置独特而以“小蛮腰”著称的广州塔整体高600米，是国内最高电视观光塔。但因地处广州，每年遭受台风袭击的频度和强度均较大。因此，针对该塔开展减振控制技术工作，对于减小广州电视塔的风致振动，提高其抵抗灾害的能力，保障该电视塔的正常运营，改善台风下游客的舒适性，具有重要的意义。
　　谭平正是广州塔减振控制项目的主要骨干，负责完成广州塔振动控制技术方案, 在广泛调研现有各项减振控制技术及其在国内外成功的工程应用的基础上，结合广州新电视塔的建筑结构特点及使用功能，最终选定电视塔主塔采用主被动复合的质量调谐控制系统,在进行系统的理论与模型实验分析的基础上，完成了控制系统的方案优化定型与深化设计，编写了实时控制的软件包。经过现场测试表明该控制系统可将原塔的阻尼比增大5倍左右，在今年“杜苏芮”台风和“韦森特”台风时广州塔振动加速度响应成功减小30%以上，该控制系统减振效果明显。
　　
心系民生　用真情铸基石
　　
　　汶川大地震后，看到废墟中人们无望地看着昔日美好的家园，谭平感同身受。地震后不久，他就组织带领广州大学抗震中心的研究人员赶赴灾区，全身心投入到灾区重建中去，他内心只有一个信念：要尽自己最大的努力为灾区建起能抗震的房屋。
　　他和团队共承担了汶川县20多栋学校、幼儿园以及居民住宅的隔减震技术设计。其中，在汶川县重点工程项目——汶川二小确定采用隔震技术。由于该学校距离地震断裂带较近，在设计中需考虑避开近场地震动的脉冲周期，谭平创造性地提出在这种中低层学校建筑中采用组合隔震的技术，在项目中使用普通橡胶隔震支座，铅芯橡胶隔震支座和弹性滑板支座组成隔震层，由橡胶隔震支座提供复位能力，铅芯隔震支座提供强震下的耗能能力，由弹性滑板支座确保该隔震结构较常规隔震结构的周期更长，使隔震后结构的周期在3.5s以上从而有效避开近场地脉动的周期。该工程在提高抗震设防烈度2度的同时，将工程造价也降低了15%左右，取得了很好的经济与社会效益，受到省市领导与灾区人民的肯定。
　　但灾区援建工作并不是终点，而是谭平致力于研究适合于村镇不发达地区自建房屋的实用隔震技术的开端。目前，他已经初步研制出采用工程塑料板替代钢板的低成本高性能的隔震产品，并且正在研究相应的简易设计方法和施工工艺，力图最终达到无需专业设计人员即可完成隔震设计，让普通乡村施工队就能完成隔震施工的目的。
　　诸多成绩为谭平带来了鲜花和光环，但他并不自得于所取得的成绩，“我现在的成功，离不开我的导师周福霖院士的言传身教和悉心指导，他一向严谨的治学态度让我受益终身。”谈起自己的成绩谭平非常感谢导师的栽培。对导师科研精神的传承，让谭平成为一个对科研一丝不苟，且敢于打破常规而创新的人。现在他也为人师，在潜心科研的同时他也将教书和育人放在同等位置。谭平对学生素来“严”字当头，要求学生做事要实事求是，不能有半点虚假，在指导研究生毕业论文时，要求学生扼守科研道德，决不能抄袭别人的成果，对论文中每个数据甚至标点符号都严格把关。
　　谭平对科研的入迷和激情也点燃着团队、感染着周围的人，他对科研的热爱随着岁月的积淀而增加，兢兢业业十余年，他非常明确自己梦想的方向，并随着这个方向坚定不移地一直走下去。
　　
专家简介
　　谭平，研究员，博导，教育部新世纪优秀人才，广州市“121人才梯队工程”第二梯队人选。2000年获湖南大学结构工程博士，2002年－2005年在美国华盛顿大学与纽约城市大学进行了二期博士后研究，回国后任广州大学工程抗震研究中心副主任，院士学术秘书等职。目前为国际隔震消能减震控制学会会员，中国建筑学会抗震防灾分会减震控制专业委员会秘书长，中国建筑学会减震防灾技术推广青年委员会主任委员，中国振动工程学会随机振动委员会委员，中国建筑结构振动委员会委员，《地震工程与工程振动》编委，10多家国际国内期刊的特约评阅人。