上游新聞·重慶晚報慢新聞記者 彭光瑞/文 重慶大學供圖

1月10日，記者從市科技局獲悉，2019年度國家科學技術(shù)獎在京揭曉，共評選出296個項目和12名科技專家。其中，國家自然科學獎授獎項目46項，國家技術(shù)發(fā)明獎授獎項目65項，國家科學技術(shù)進步獎授獎項目185項。

由中國工程院院士、重慶大學教授、日本工程院外籍院士、英國皇家結(jié)構(gòu)工程師學會會士周緒紅牽頭的研發(fā)的“高層鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)”項目獲國家科學技術(shù)進步一等獎。據(jù)介紹，該項目能實現(xiàn)高層建筑快速施工和綠色環(huán)保的發(fā)展目標，且能有效控制成本，在我國的城市化和城市群發(fā)展中有很好的應用前景。

周緒紅院士

土木工程領(lǐng)域的“混合動力”

研究團隊成員，重慶大學教授、國家優(yōu)秀青年科學基金獲得者劉界鵬介紹說，20年前我國剛剛開始修建100米以上的高層建筑時，多是采用現(xiàn)澆混凝土的方式，但傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)資源和能源消耗大，施工過程中環(huán)境污染較為嚴重，存在人工投入大、施工效率低，用于100m以上高度的建筑中抗震安全不足等缺點。

而國外高層建筑所采用的鋼結(jié)構(gòu)能解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)存在的問題，但成本過高，很難大規(guī)模使用。基于這種情況，大約在近20年前，包括周院士在內(nèi)的土木工程界工程師，開始倡導采用鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)，并且做出了一些示范工程。

“打一個比方，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)就好比建設(shè)領(lǐng)域的混合動力。”劉界鵬介紹說，周院士申請了我國第一個鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的研究課題，并聯(lián)合科研界和工程界的研究人員，編制了相關(guān)的技術(shù)標準。其研究成果主要解決的是傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑建設(shè)中的一系列問題。

更安全、更經(jīng)濟的建筑結(jié)構(gòu)

“與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)相比，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)可節(jié)省用鋼量約30%-40%，綜合成本降低約30%?！敝芫w紅院士介紹說，這項技術(shù)充分利用了混凝土和鋼材兩種材料各自的優(yōu)勢，建立了高層混合結(jié)構(gòu)的分析理論，形成了高層混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計技術(shù)，并開發(fā)了高效新型施工技術(shù)，引領(lǐng)了我國高層混合結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的發(fā)展。

該成果包括四種結(jié)構(gòu)體系，即支撐巨型框架-核心筒體系、鋼管約束混凝土結(jié)構(gòu)體系、交錯桁架結(jié)構(gòu)體系、鋼管混凝土異形柱框架體系，分別適用于300-800m地標性建筑（例如深圳平安金融中心，600m）、100-300m建筑（例如青島海天大酒店新樓，245m）、100m以下公共建筑（例如學校、醫(yī)院、辦公、大空間住宅等；杭州蕭山機場公寓樓，10層，28m）、100m以下住宅（例如杭州龍湖紫荊天街公寓，96m）。四種結(jié)構(gòu)體系基本涵蓋了大部分高層建筑的高度和使用功能。

周緒紅表示，針對高層混合結(jié)構(gòu)體系的特點，研究團隊還提出了“基于一致倒塌風險的抗震設(shè)計理論”，保證高層混合結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下不發(fā)生倒塌，保障人民的生命安全；但同時又通過精細化的抗震計算和先進的抗震設(shè)計技術(shù)，保證高層混合結(jié)構(gòu)的成本與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相當，實現(xiàn)很好的經(jīng)濟性。

周緒紅院士（左一）講解相關(guān)技術(shù)

可打造更具視覺沖擊的建筑

周緒紅表示，這項技術(shù)在我國的城市化和城市群發(fā)展中有很好的應用前景，在高層建筑中采用該技術(shù)，既能實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的施工快速和綠色環(huán)保的發(fā)展目標，又能有效控制成本，將高層建筑的成本控制在與傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑成本相當?shù)乃健?/p>

以交錯桁架這種結(jié)構(gòu)為例，在基本不增加成本的條件下，可以將跨度增加到傳統(tǒng)建筑的2倍左右，而且室內(nèi)的使用凈高也顯著提高。這意味著可以采用這項技術(shù)建造更巨型、更有視覺沖擊的城市建筑，并且不會大幅度的增加投資，建筑的安全性也能夠得到充分保障。

他認為，未來的城市中地標性建筑將向更高和更大跨度方向發(fā)展，同時，未來的大部分建筑都要向綠色化方向發(fā)展，包括生產(chǎn)和施工過程中的綠色化以及房屋使用過程中的綠色化。要實現(xiàn)綠色化的目標，首先就要將建筑工業(yè)化作為主要的手段，并在工業(yè)化的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)信息化甚至智能化；工業(yè)化是信息化的基礎(chǔ)，而信息化又是智能化的基礎(chǔ)。未來的建筑，就是以工業(yè)化、信息化、智能化為基礎(chǔ)的綠色建筑。