兢兢業(yè)業(yè) 筑夢于胸——記廣州大學(xué)研究員譚平

本刊記者 任 杰

一棟棟拔地而起的高樓大廈是現(xiàn)代大都市最醒目的名片，建筑物在擔(dān)任城市形象大使的同時也肩負(fù)著庇佑人們生活安全的重?fù)?dān)。汶川地震、玉樹地震造成的樓毀人亡的慘狀讓人觸目驚心，成為每一個中國人內(nèi)心一道無法撫平的傷疤。這也是廣州大學(xué)譚平研究員內(nèi)心無法言說的傷痛，作為結(jié)構(gòu)隔減震控制專家，譚平多年來一直致力于土木工程前沿研究領(lǐng)域之一的結(jié)構(gòu)隔減震控制的理論學(xué)術(shù)研究與工程應(yīng)用實踐，十多年如一日，兢兢業(yè)業(yè)地實現(xiàn)著建地震中安全房屋的科研夢想。

勇于創(chuàng)新 敢為人先

近年來，住宅和道路橋梁設(shè)計越來越復(fù)雜多變，地殼活動也頻繁發(fā)生，人們對建筑物的抗震性要求越來越高。采用隔震技術(shù)是改善建筑物地震安全性的有效手段。通常情況下，隔震層設(shè)置在建筑物第一層以下與基礎(chǔ)之間，稱為“基礎(chǔ)隔震”，而從不墨守陳規(guī)的譚平卻有了一個新想法：對于大平臺多塔樓結(jié)構(gòu)，若能將隔震層位置設(shè)置在平臺和塔樓之間，對隔震層上、下部結(jié)構(gòu)的受力情況均有利，是不是就可以解決傳統(tǒng)抗震設(shè)計中難以解決的問題。

通過對層間隔震減震體系系統(tǒng)的理論與試驗，謹(jǐn)慎探索、逐步實施。譚平最終確立了層間隔震體系上、下部結(jié)構(gòu)之間參數(shù)匹配的最優(yōu)組合關(guān)系，建立了層間隔震體系的簡化分析方法，分析了其大震下的動力可靠度。這一研究成果一經(jīng)推出就得到了同行的高度贊譽，研究成果也很快就在北京通惠家園等多個實際工程項目中得到應(yīng)用。

通惠家園位于北京地鐵復(fù)八線車輛段大平臺上，是典型的大平臺多塔樓結(jié)構(gòu)。平臺長1291m，寬226m，共兩層，首層用于地鐵復(fù)八線車輛段，二層用于設(shè)備管道及車庫。由于鋼筋混凝土框架平臺已基本施工完畢，在平臺上建住宅若按常規(guī)抗震設(shè)計，那么九層住宅下部平臺框架柱抗震能力則不足，而且上部結(jié)構(gòu)九層房屋設(shè)計超限，因此采用傳統(tǒng)抗震方法很難滿足抗震規(guī)范要求，并將導(dǎo)致下部平臺框架柱地震剪力的大大增加。

然而，通過對該大平臺上多棟塔樓結(jié)構(gòu)采用層間隔震技術(shù)，將隔震層設(shè)置在九層住宅樓和大平臺之間，成功解決上述問題，該項目建成后目前成為世界上面積最大的隔震建筑群，取得了顯著的經(jīng)濟效益與社會效益，并于2010年獲得國家科技進步獎二等獎。

守護中國新高度

隨著建筑越來越高，結(jié)構(gòu)變得越來越柔，現(xiàn)行基于延性結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法已很難同時滿足其在地震或強風(fēng)荷載作用下的安全性以及舒適性要求。

汶川援建工作得到廣州市委書記的肯定

針對這一問題，譚平對控制裝置、控制算法進行了廣泛的的研究。譚平研發(fā)了多種智能減震控制裝置，提出了自適應(yīng)魯棒H∞控制算法、基于變論域自適應(yīng)算法、基于遺傳算法的神經(jīng)-模糊減振控制方法、自適應(yīng)模糊滑動模態(tài)控制算法、改進的PID等多種智能控制算法。

因形狀高挑、體形纖細(xì)、結(jié)構(gòu)布置獨特而以“小蠻腰”著稱的廣州塔整體高600米，是國內(nèi)最高電視觀光塔。但因地處廣州，每年遭受臺風(fēng)襲擊的頻度和強度均較大。因此，針對該塔開展減振控制技術(shù)工作，對于減小廣州電視塔的風(fēng)致振動，提高其抵抗災(zāi)害的能力，保障該電視塔的正常運營，改善臺風(fēng)下游客的舒適性，具有重要的意義。

譚平正是廣州塔減振控制項目的主要骨干，負(fù)責(zé)完成廣州塔振動控制技術(shù)方案, 在廣泛調(diào)研現(xiàn)有各項減振控制技術(shù)及其在國內(nèi)外成功的工程應(yīng)用的基礎(chǔ)上，結(jié)合廣州新電視塔的建筑結(jié)構(gòu)特點及使用功能，最終選定電視塔主塔采用主被動復(fù)合的質(zhì)量調(diào)諧控制系統(tǒng),在進行系統(tǒng)的理論與模型實驗分析的基礎(chǔ)上，完成了控制系統(tǒng)的方案優(yōu)化定型與深化設(shè)計，編寫了實時控制的軟件包。經(jīng)過現(xiàn)場測試表明該控制系統(tǒng)可將原塔的阻尼比增大5倍左右，在今年“杜蘇芮”臺風(fēng)和“韋森特”臺風(fēng)時廣州塔振動加速度響應(yīng)成功減小30%以上，該控制系統(tǒng)減振效果明顯。

心系民生 用真情鑄基石

汶川大地震后，看到廢墟中人們無望地看著昔日美好的家園，譚平感同身受。地震后不久，他就組織帶領(lǐng)廣州大學(xué)抗震中心的研究人員趕赴災(zāi)區(qū)，全身心投入到災(zāi)區(qū)重建中去，他內(nèi)心只有一個信念：要盡自己最大的努力為災(zāi)區(qū)建起能抗震的房屋。

他和團隊共承擔(dān)了汶川縣20多棟學(xué)校、幼兒園以及居民住宅的隔減震技術(shù)設(shè)計。其中，在汶川縣重點工程項目——汶川二小確定采用隔震技術(shù)。由于該學(xué)校距離地震斷裂帶較近，在設(shè)計中需考慮避開近場地震動的脈沖周期，譚平創(chuàng)造性地提出在這種中低層學(xué)校建筑中采用組合隔震的技術(shù)，在項目中使用普通橡膠隔震支座，鉛芯橡膠隔震支座和彈性滑板支座組成隔震層，由橡膠隔震支座提供復(fù)位能力，鉛芯隔震支座提供強震下的耗能能力，由彈性滑板支座確保該隔震結(jié)構(gòu)較常規(guī)隔震結(jié)構(gòu)的周期更長，使隔震后結(jié)構(gòu)的周期在3.5s以上從而有效避開近場地脈動的周期。該工程在提高抗震設(shè)防烈度2度的同時，將工程造價也降低了15%左右，取得了很好的經(jīng)濟與社會效益，受到省市領(lǐng)導(dǎo)與災(zāi)區(qū)人民的肯定。

但災(zāi)區(qū)援建工作并不是終點，而是譚平致力于研究適合于村鎮(zhèn)不發(fā)達地區(qū)自建房屋的實用隔震技術(shù)的開端。目前，他已經(jīng)初步研制出采用工程塑料板替代鋼板的低成本高性能的隔震產(chǎn)品，并且正在研究相應(yīng)的簡易設(shè)計方法和施工工藝，力圖最終達到無需專業(yè)設(shè)計人員即可完成隔震設(shè)計，讓普通鄉(xiāng)村施工隊就能完成隔震施工的目的。

諸多成績?yōu)樽T平帶來了鮮花和光環(huán)，但他并不自得于所取得的成績，“我現(xiàn)在的成功，離不開我的導(dǎo)師周福霖院士的言傳身教和悉心指導(dǎo)，他一向嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度讓我受益終身?！闭勂鹱约旱某煽冏T平非常感謝導(dǎo)師的栽培。對導(dǎo)師科研精神的傳承，讓譚平成為一個對科研一絲不茍，且敢于打破常規(guī)而創(chuàng)新的人。現(xiàn)在他也為人師，在潛心科研的同時他也將教書和育人放在同等位置。譚平對學(xué)生素來“嚴(yán)”字當(dāng)頭，要求學(xué)生做事要實事求是，不能有半點虛假，在指導(dǎo)研究生畢業(yè)論文時，要求學(xué)生扼守科研道德，決不能抄襲別人的成果，對論文中每個數(shù)據(jù)甚至標(biāo)點符號都嚴(yán)格把關(guān)。

譚平對科研的入迷和激情也點燃著團隊、感染著周圍的人，他對科研的熱愛隨著歲月的積淀而增加，兢兢業(yè)業(yè)十余年，他非常明確自己夢想的方向，并隨著這個方向堅定不移地一直走下去。