“移植”空间结构体系

访国家科学技术进步奖一等奖获得者罗尧治团队

中国教育新闻网

       上海世博会的世博轴、杭州奥体中心的大莲花……这些气势恢宏的地标性建筑有一个共性特点，都属于大跨度、大空间、大面积为特征的现代空间结构。

       浙江大学建筑工程学院罗尧治教授团队，历经30年产学研联合攻关，研发了刚性、柔性与刚柔性系列空间结构新形式，建立了张力结构、网格结构与可展结构分析理论，研发了先进试验装备、制造工艺与施工工法，广泛应用于机场、高铁、会展、能源等领域及国家科学工程。

       在实际的设计工作中，团队碰到的最大难题就是在有限的时间内要完成大量计算工作。为此罗尧治当起了“程序员”，研发出了一套空间结构设计软件MST。后来，MST软件不断地迭代更新，只要输入一串参数，就能自动建模。直到现在，这套“30多岁”的软件仍然是应用最广的空间结构专业软件。

       进入新世纪，中国建筑行业迎来大发展，呼唤着空间结构技术的进一步提升。

2007年兴修曹娥江大闸，按照传统的方案是做成梁板结构的平面受力体系，罗尧治团队却创新性地把空间结构体系“移植”过来，设计成了仿鱼的双拱形空间桁架结构闸门，仅在闸门的用钢量上就节省了1600万元，同时还解决了涌潮造成的结构疲劳和泥沙淤积问题。

       空间结构体系的创新离不开新型节点形式，过去是根据不同工程项目的不同节点形式定制不同的加载反力装置，而做完试验后，相应的反力装置也就报废了。为此团队首创了球形全方位加载装置，就像一个“通用模板”，可以满足空间全方位、10个加载点的试验需求。这套全世界独一无二的试验装备，可以降低试验成本50%以上，提高效率4倍以上。

       世博轴、首都国际机场T3航站楼、国家大剧院……空间结构工程中的一个个核心难题得以解决。与此同时，团队主编了我国第一部空间网架结构技术标准，创办了我国该领域唯一的科技期刊《空间结构》。

       最近10年，中国空间结构科技开始领跑世界，不少“中国方案”就是出自该团队的手笔。目前，应用该技术的工程遍布全球31个国家和地区，累计项目逾千个，越来越多的中国工程、中国标准走到了国外。

       在FAST项目中，团队承担了反射面背架结构加工与拼装核心任务，解决了20万个球节点、55万根杆件、4450片单元精密制造难题，实现了空间网格结构高精度的“中国制造”。

       42项国家科研项目、32项“第一”或“最大”的工程应用、省部级科技奖励5项和行业特等奖1项……一个团队30年的辛勤耕耘，带动了一个行业的发展与进步。

       罗尧治，博士，浙江大学建工学院教授、博士生导师，现任浙江大学建筑工程学院院长

       主要从事大跨度空间结构的科研、教学、工程设计和CAD软件开发工作。全国空间结构学术委员会委员、中国钢结构协会专家委员会委员，英国牛津大学、美国哈佛大学高级访问学者，教育部新世纪优秀人才，享受国务政府特殊津贴。承担了国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家科技攻关项目、省重大科技攻关项目、教育部博士点基金等10余项，发表学术论文130篇。申请专利6项，发表著作4部。完成空间结构工程设计与研究项目达四百多项，包括深圳国际机场航站楼、上海大众汽车有限公司厂房、广东省人民体育场、西安城运村体育馆等。设计完成目前国内跨度最大的柱面网壳结构，提出并应用了大型网壳结构"折叠展开式"计算机同步控制整体提升施工新技术。负责STCAD，1994年通过了国家教委鉴定，达到"国内领先水平"，1995年被中国软件行业协会评为全国优秀推荐软件产品。曾获1997年度国家教委科技进步一等奖和1998年度国家科技进步三等奖，2004年浙江省科技进步三等奖，2005年浙江省科技进步二等奖。浙江省青年科技奖、浙江省有突出贡献中青年科技人员、首届全国空间结构优秀青年，詹天佑土木工程大奖，全国建筑结构优秀设计一等奖。 2002年首批中国土木工程空间结构杰出青年奖。 2010年度国家杰出青年科学基金获得者。

      （资料： 蒋亦丰 柯溢能 吴雅兰  编辑：罗会清