清华大学土木系聂建国教授等完成的“大跨建筑钢-混凝土组合结构新技术及其应用”项目获2012年度国家技术发明奖一等奖

理想绘制蓝图   匠心构架彩虹

记者 赵姝婧 实习记者 赵聪

　　项目名称：大跨建筑钢-混凝土组合结构新技术及其应用

　　项目完成人：聂建国 樊健生 陶慕轩 张振学 温凌燕 卜凡民

　　项目介绍：会展中心、交通枢纽等公共建筑和高层建筑对大跨重载结构有巨大需求。该项目针对传统大跨重载结构的问题和不足，发明了新型大跨组合楼盖结构、组合转换结构及其关键配套技术，并通过系列试验、理论分析和工程应用，攻克了这些新型结构的优化构造形式、空间受力机理、组合节点构造、负弯矩区混凝土板抗裂等关键技术难题。发明的新型结构相比传统结构，自重、用钢量、截面高度等降低20%～60%。

　　该项目技术发明成果被国内16个大型设计院直接采用，成功应用于武昌火车站、山东滨州会展中心、安徽饭店B塔、某航天发射塔、北京大屯路下穿隧道等大型工程建设项目，授权国家发明专利5项，发表SCI、EI检索论文50余篇，并被国家行业标准所采纳。项目成果有效解决了制约大跨组合结构体系发展的“连接”和“抗裂”两大难题，实现了组合结构从构件层次到体系层次的跨越，经济与社会效益显著。

图为聂建国教授近照。

　　“我们的团队精神坚如磐石，正是众人的共同努力才有了今天的成果。此次获奖只能代表过去，不能代表今天和未来，我们会继续努力，争取再过若干年能够取得一些新的成果，为清华争光，为国家争光，为实现中华民族的土木工程强国梦继续贡献我们的力量。”

——聂建国

图为新型大跨异形斜交组合楼盖结构应用于山东滨州会展中心。

图为新型大跨双向组合楼盖结构应用于武昌火车站。

图为新型大跨重载组合转换结构的大比例模型试验。

　　在清华大学土木系结构工程实验室的后院里，随处可见多个大小不等的钢-混凝土组合结构实验模型。冬日的阳光静静地洒在上面，清晰地映射出模型上落满的灰尘和斑驳的印迹，也见证着它们曾与土木系聂建国教授团队共度的奋斗岁月。

　　而在土木系结构工程新实验大厅里，却是另一番景象：这里热火朝天，是真正的施工现场和科研前线，繁忙中又蕴含着秩序。大型实验设备发出低沉的轰鸣，头戴安全帽、身着工作服的聂建国和他的团队成员们手持图纸，通过悉心构思和精心试验，逐步构架起他们心中理想的新型大跨组合结构。

　　聂建国在清华土木系已勤奋工作20多年。这些年来，他所带领的研究团队瞄准新型大跨重载组合结构这一前沿课题开展持续研究，最终解决了传统大跨重载结构的多项瓶颈难题，取得了大跨双向组合结构、大跨组合转换结构、系列节点构造技术和综合抗裂系列技术等多项技术发明，这些成果已成功应用于多项大型工程中，取得了显著的经济社会效益，为推动钢-混凝土组合结构的发展做出了重要贡献。2013年1月18日，聂建国所带领的研究团队荣获2012年度国家技术发明奖一等奖。

做一等事业，构建土木强国蓝图

　　1994年秋天，聂建国完成为期两年的清华大学土木系博士后研究工作，毫不犹豫地选择了留校任教。他为自己在我国选择了土木工程作为他的事业而庆幸，因为他遇上了千载难逢的好机遇。

　　“西方发达国家自20世纪六七十年代以来，已基本完成大规模基础建设。由于缺乏应用需求，发达国家近二三十年对新结构形式和体系的研究动力明显不足。与此形成鲜明对照的是，我国在当前及可以预见的未来很长一段时期内，土木工程仍会维持在快速发展的水平，这为我国实现赶超并引领世界结构工程发展潮流创造了千载难逢的契机。”聂建国坚信，“只要我国土木工程领域的科技工作者坚持不懈地努力，必将实现老一辈提出的土木工程强国的目标，而组合结构也必将会在实现我国土木工程强国的进程中发挥重要作用。”

　　结构工程特别是组合结构，是当前我国土木工程建设中的重要发展方向之一。从30年前踏入学术道路开始，聂建国就致力于钢-混凝土组合结构的学术研究与工程实践。扎实的理论功底和坚持不懈的毅力，成为了他日后成就事业大厦的坚实“基础”。

　　近年来，会展中心、交通枢纽等公共建筑与高层建筑对大跨重载结构产生巨大需求，但传统的大跨重载混凝土结构和钢结构存在截面尺寸大、自重大、施工难度大、综合效益差等明显不足，“钢材适于抗拉而混凝土适于抗压，如果能把钢和混凝土的各自优势发挥出来，扬长避短，必将能‘组合’出更具竞争力的结构形式，就是要实现这种‘1+1>2’的效果。”

　　要做一等事业，离不开“十年磨一剑”的艰苦奋斗，“如果说我们上世纪80年代的时候是‘跟踪’研究，那么到了90年代就开始加紧步伐不断‘赶超’，90年代末以后我们已基本实现‘跨越’，进入21世纪，在组合结构研究领域内，我们团队在部分方向上已逐渐处于‘引领’地位。”聂建国和他的团队怀揣着土木强国的坚定信念，埋头实干，耐得住寂寞，不随波逐流，以勤奋赢得进步，以坚持收获成功。

　　至今，聂建国团队在钢-混凝土组合结构新体系和新技术的研发与应用，组合结构基本性能、设计理论和计算方法等方向上取得了一系列创新性成果，完成了大量组合结构的试验研究和理论分析，建立了相关设计计算方法，拓展了组合结构的工程应用范围，解决了大型复杂工程结构中的多项关键技术难题。

激发团队使命感——我们不允许失败！

　　聂建国指出：“外形决定了建筑的美观，但它的安全性能则直接取决于内部结构，我们要研究的就是建筑的内部结构。土木工程这个学科关系到国计民生，我们作为这个行业的科技工作者，责任尤其重大。看看那些在桥梁事故和地震中垮塌的生命线工程，还有那些短命的建筑，这告诉我们必须要有强烈的使命感和社会责任感，绝不允许失败！”

　　聂建国对实际工程的科研咨询项目都是力求精益求精，不仅大胆创新，而且以严谨的科学态度不断完善直至证明其确实安全可靠，总是以追求卓越的精神提交尽可能完美的成果。因为土木工程的失败很可能是以生命为代价的，容不得半点疏忽。

　　结构工程是一项实践性很强的学科，只有坚持在实践的第一线，才能对结构性能有最透彻的认识。多年来，聂建国始终坚持亲自参与试验的整个过程。“一个结构模型试验从设计到准备、制作，往往需要两至三个月乃至更长的时间，而试验的破坏过程却往往只有短短几分钟，为了这宝贵的几分钟，我们投入了太多的时间和精力，所以我坚持每次都在现场和学生们一起完成试验，以免错过这宝贵的几分钟，留下遗憾。如果我每次只是在试验结束后看试验照片的话，我想我永远都不会有亲临试验现场才会有的那种深刻体会以及随之激发出来的灵感。”聂建国说。

图为聂建国和他的团队在施工场地讨论。

　　结构工程专业既需要消耗极大的脑力劳动，还得付出繁重的体力劳动，结构工程研究的另一片没有硝烟的“战场”便是外面真实的施工工地。他们总是第一时间出现在工地上，身背照相机，头戴安全帽，为了得到第一手资料，不惧危险爬到高高的脚手架上或钻到桥底下，用最严谨的科研作风和最大的工作热情保证新技术应用中的安全可靠和万无一失。

做工程应用的“引领者”

　　紧密结合工程实践是聂建国团队研究工作的重要特色之一，他们时刻紧密结合我国基本建设的国情，致力于解决大型复杂土木结构工程中的一些关键科学技术问题。聂建国团队的灵感很多来源于工程实践中暴露出来的具体而实际的现实问题，但又不局限于具体问题本身，而是提炼成具有广泛意义的科学问题，这样做出来的成果才能反过来指导并引领一大批类似的工程，这就是聂建国始终坚持的“源于工程、服务于工程、高于工程、指导工程、引领工程”。

　　“在不断的实践中，我们团队会从工程需求出发一起讨论预测这个领域的未来发展趋势，以需求促进创新，以创新促进发展。”聂建国强调，“当前的热点问题需要研究，但那些未来可能成为热点的原创性研究更有意义，最终才有可能实现引领。”

　　正是怀着这样的抱负，聂建国团队努力践行着“做一流科研，出一流成果，做学术精品”的理念，自主研发了一系列新型大跨重载组合结构体系和技术，对传统结构形式和技术进行了重要发展，这些成果已成功应用于包括大跨结构、高层建筑、国防工程、地下工程等在内的多个领域，被多个大型设计院所采用，并得到国内及国际同行的认可。

悉心培养人才  增强团队实力

　　优秀科研成果的创造，与一个优秀的科研团队是紧密相连的。对于人才培养聂建国有他的独到理解：“一方面要重视对学生创新能力的培养，但更重要的是首先要‘为人’，‘为人’才能更好地‘为学’。”

图为聂建国（中）、樊健生（右）、陶慕轩（右）在他们研究团队的实验作品前合影。

　　从学生刚刚踏上科研之路开始，聂建国就耐心仔细地把自己人生的经验和体会告诉他们。“要做好一个人，就要学会感恩，感谢曾经在各个人生阶段帮助过自己的人，同时也要清醒，充分客观地认识到自己的不足。”聂建国用自己的实际行动给他的学生树立了良好的榜样，一直以来，无论取得什么成绩，聂建国始终非常谦虚，他经常说自己只是赶上了机遇，在已有的工作基础上做了一些发展。面对这次获奖，聂建国说得最多的是“应该感恩于前辈的引领、指导和鼓励，感恩于国家大发展给土木工程学科尤其是我所从事的领域带来的历史机遇，感恩于清华这个平台，感谢我的学生，感谢各方的大力支持，没有清华这个学术平台和学术氛围、没有我们重点实验室，没有我们团队一批非常优秀的研究生，没有各方的大力支持，是不可能有这个结果的。”这朴实无华的言辞，正是一位科技工作者品格和胸怀的写照。

　　本次获奖项目第二完成人、土木系青年教师樊健生谈到：“聂老师无论是平时还是周末、假期，都尽可能坚持在办公室、试验室工作，并且经常工作到很晚。如果想找聂老师，几乎每天晚上都能在办公室找到他，随时可以跟他讨论问题，畅谈研究方向和工作方法，而他永远都充满了热情和旺盛的精力。”

　　本次获奖项目第三完成人、聂建国刚毕业的博士生陶慕轩谈到自己本科三年级初识导师时的情景，至今仍非常感动：“那时我抱着试一试的心态，把现在看来尚显粗浅的研究想法整理好给聂老师发了一封邮件。聂老师立即回复并约我见面。去了之后发现聂老师已经把我的文档用红笔逐字逐句进行了仔细的修改。”陶慕轩说，“聂老师当时给了我很大鼓励，并告诉我几个能够继续深入发展的方向。这在我科研启蒙时期非常重要，培养了我的兴趣和自信心。”

　　聂建国非常重视学生创新能力的培养，他善于发现学生的长处，并引导鼓励他们尽快独立，“青出于蓝而胜于蓝是我的目标，我们的科研成果也是我和我的学生们共同努力的结果。”

　　谈到此次获奖，聂建国多次肯定了学生们的工作和努力，“我们的团队精神坚如磐石，正是众人的共同努力才有了今天的成果。”他反复强调，“此次获奖只能代表过去，不能代表今天和未来，我们会继续努力，争取再过若干年能够取得一些新的成果，为清华争光，为国家争光，为实现中华民族的土木工程强国梦继续贡献我们的力量。”

（清华新闻网1月19日电）

编辑：襄桦