[科学技术]丁永君：把住建筑安全的第一道关

由天津大学建筑设计与规划研究院顾问总工程师丁勇军设计的小米醋馆荣获2019年世界结构奖小工程金奖。图为小米醋博物馆。照片由受访者提供

“小米醋馆漂亮的砖砌穹顶有147层楼高，被三个巨大的拱形开口刺穿...穹顶位于中国山东省地震多发区。工程师通过精确仔细地分析和优化穹顶的形状来抵抗侧向力...这是一个既有概念又有美学的项目，是由技术娴熟、多愁善感的工程师设计的。”2019年世界结构奖组委会对小米醋馆做了这样的评价，小项目金奖。

本项目由天津大学建筑设计与规划研究院顾问总工程师丁勇军牵头。前不久被授予“国家工程勘察设计硕士”称号，这是结构工程领域的最高荣誉，也是对一位深入该领域42年的结构大师的赞誉。

结构计算精确到每块砖

老子说:“大象无形，声如天籁。”小米醋馆的灵感来源于醋的古代史和坛子、坛子等原始容器。整栋楼就像一个吃醋的罐子，抛弃钢筋混凝土，用砖砌成。

"这个设计对结构工程师来说是一个巨大的挑战."丁勇军感叹，这栋楼里的每一块砖之间都有一个夹角，让整栋楼从外到内都能看到砖的边角处线条流畅优美。同时，需要在这座建筑上开三个拱形洞，高度只有10米，最大直径为12米至15米，底部宽度分别为5米、4米和3米。阳光从最上面的天窗进入，在内墙上的投影会根据太阳的位置形成不同的图案。

“建筑本身属于不规则的罐子形状，受力比较复杂。加三个这么大尺寸的孔会让受力情况更加复杂。而且局部地区属于抗震设防区，必须考虑竖向荷载和地震的综合作用，防止结构破坏。”丁勇军说，这栋楼的构件计算精确到每块砖的尺寸和角度，施工的可行性，哪怕是最微小的偏差都有可能功亏一篑。

工程设计是一项良心工程

丁勇军成为这个领域的大师之路并不平坦。上大学之前他甚至不知道自己的专业是什么。“我1974年高中毕业，数学基础很差。为了赶进度，我把当时学校图书馆里的数学习题集都做了。”丁勇军表示，这也为他后来的研究生学习和工作打下了坚实的基础。入学两年后，土木工程专业改为“结构工程”。虽然这个专业没有建筑学那么耀眼，但是结构工程师是保证建筑安全的第一步。“不管什么情况，不管大楼有多凉，都不可能有安全隐患。”丁勇军说。

“很多时候，建筑开发商对成本特别尴尬。在与开发商的利益博弈中，我们结构工程师也必须严格遵守安全底线。从这个意义上说，这部作品也是良心。”丁勇军斩钉截铁地说，首先考虑的是安全，其次才是经济和降低成本。这两点看似矛盾，实则矛盾统一。安全和经济交叉的区域最好。

如果你签了，你就要对你的生活负责

“我喜欢做实验。虽然目前结构的专业软件比较成熟，数据分析和模拟也比较方便，但是我觉得结构这个领域一点也不应该马虎。检测结果骗不了人。如果你做到了，你就能做到。做不到就做不到。计算机仿真结果需要与试验结果进行验证。我认为结论是可靠的。我已经和学生做了10个大规模的实验。”丁勇军说，大规模实验费用昂贵，需要尽可能“使用足够的道具”。比如他们在做“双向叠合板受力研究”的实验时，用了三天的时间，由十几个学生搭建了一个简单的房间。测试当天，从早上9点开始，大家紧紧盯着墙壁，计算裂缝出现的时间，生怕错过最准确的时间，所有组员都饿着肚子做测试。但是预期的裂缝一直没有出现。直到夜幕降临，裂缝终于出现了。通过观察裂纹的分布和趋势，验证了理论分析结果。该测试结果已在建筑领域得到广泛应用。

“作为结构工程师，安全的弦永远是紧张的。我们签了图，只要活着，就要对生活负责，责任重大。”丁勇军坚定的说道。