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抗震小能手王涛

2017-12-07 11:00 来源: 科技日报

近日,北京第一高楼、中国十大建筑之一的中国尊项目结构封顶,受到全世界关注。

这座高528米的建筑,是世界首个在8度抗震区建造的超500米摩天大楼,它的抗震能力一直是外界关注的焦点。

在摩天大楼拔地而起的时代,抗震成了工程建设领域的一个新课题,王涛便是这个领域的科学家。

今年40岁的王涛是中国地震局工程力学研究所研究员,他有一份漂亮的履历:名校的教育背景、海外留学工作经历、屡获国家大奖。但最难得的是,圈里的前辈们说,他是个解决难题的年轻人。

突破难题

在线混合试验是近三十年发展起来的新型试验技术,也是地震科学领域近些年公认的努力方向。它被认为是理解大型复杂工程结构在强震作用下动力灾变机理的重要手段,或能解决地震研究数据积累少、可预测性差的问题。

美国国家科学基金会于1999年启动了地震工程和模拟网络计划,致力于发展基于网络平台的地震反应混合仿真方法,但是以下三个关键难题尚未解决——缺乏数值域和物理域的同步协调理论、难以实现复杂边界的协调、缺少可扩展的试验平台和可信的试验验证。

针对这三大难题,王涛和同事们开展了子结构在线混合试验技术的系列研究。这些研究阐述起来晦涩难懂,但在实际生活中却大有用处。中国地震局工程力学研究所副所长李山有介绍,目前这些成果已经用于检验工程结构的地震破坏机理,为重大工程的抗震设计提供了依据。

“敢闯敢干”

在地震灾害学中有一句话,“杀人的不是地震,而是建筑”。因此,加强灾前预防的关键之一就是强化工程性防御措施,其核心支撑学科就是地震工程学。

李山有说,随着经济社会的快速发展,为了提供更加有效的地震安全服务,要更加突出灾前预防,更加重视风险防范,更加强化综合治理。不断推进思路理念、方法手段、体制机制创新,聚焦防震减灾迫切需求,切实加强防震减灾基础理论研究和新技术应用。王涛团队的研究成果是在这一背景下“诞生”的。

在业内,王涛是个小字辈。他不过四十岁,但在抗震建筑研究领域,他的成绩却是公认的。

在李山有眼里,王涛是一位称得上“年轻有为”的科学家。他告诉科技日报记者,王涛从日本京都大学获得博士学位后,已在京都大学防灾研究所工作了两年,所以2008年王涛选择回国,到中国地震局工程力学研究所工作时,所里的老前辈们都特别兴奋。

事实证明,他们的期望没有落空。李山有说,王涛最大的能耐就是“敢闯敢干”。

王涛毕业于清华大学土木工程系,但抗震试验涉及多学科,除需要土木工程知识外,还要结合计算机、信号处理、电子电路、控制自动化等学科的知识,所以他在科研中必须比别人“更拼”。

在与美国科研机构联机做试验时,王涛带领团队按照美国作息时间,每天晚上8点开始做试验,一直工作到第二天早上五六点钟。

让研究落地

王涛从事的科学研究基础性和理论性偏强,一般人听不懂,如何让这些晦涩难懂的理论和旁人难以琢磨的试验服务社会,这是王涛的探索和努力的方向。

北京市存在大量的上世纪60到80年代建设的砖混结构房屋,抗震能力不足,而且因为周转房问题难于搬迁。有的楼已经发展到用手一抠就会掉渣,用专业人士的话说,这部分建筑不具备任何抗震能力。

王涛的研究派上了用场。

他提出新型加固技术,采用预制混凝土墙片在原有结构外部进行加固,像给原有的房屋穿上一件“外套”,不用入户就解决了搬迁的难题。扩建南北两侧阳台,改善了居住条件;采用工厂预制技术,保护了现场环境。

应用这项技术,王涛完成了北京市老旧住宅抗震加固试验,检验了外套和原结构之间的连接构造,验证了两者之间协调工作能力,确保在大震下的结构安全性,形成计算—设计—施工成套技术。

这一技术已经在北京一些老旧小区的改造中得到应用,未来有望大规模推广应用。

作者: 李艳   [责任编辑: 李浩]
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