建筑结构·人物丨中建西北院杨琦：不断超越自我，把不可能变成可能

原创杨琦建筑结构

收录于合集

导读

当下建筑行业市场变幻莫测，与其踌躇不定，不如立足当下。为此，《建筑结构》杂志社邀请部分结构专家，谈一谈当下做的项目或遇到的挑战，聊一聊关注的那些人或事，说一说自己的周边或远方等等，报道当代结构工程师的所做、所为、所思、所想。愿为迷茫犹疑中的您带去亮光，为砥砺前行中的您加油鼓劲。

本期受访嘉宾

杨琦中国建筑西北设计研究院有限公司总工程师

不断超越自我，把不可能变成可能

端午假期，在办公室值班，大楼里难得的安静，恰好可以静下心来想想平时来不及想的问题，突然想到了《建筑结构》灵魂三问的邀请。

三问好办，有问必答，有啥说啥，而且还好，只有三问，不算多，但重点在前面两个字“灵魂”。多年来在行业里摸爬滚打，触及灵魂的事肯定有，但要好好地捋一捋。

Q1：这几年都在忙什么？

作为结构工程师，估计大家都一样，这个项目没忙完，下个项目已经开始忙了……

记得有一次去“帝都”北京，从首都机场往城里赶，在车上望窗外，突然间看到右手边有一个很有特点的连体结构，眼前突然一亮，想想“京城”里的同行还是“技高人胆大”，我们那里还不让做的东西他们已经先动手了。随手拍了一张照片发了个朋友圈，小小地感叹了一下。很快就有微友留言了，说那是我们非常熟悉的一个大师做的。赶紧查了一遍刚才朋友圈，还好只是小小地感叹了一下，没有负面的话，否则下次怎么见大师？

受此启发，也在反思自己，反思我们所在的行政区域，是不是我们这些年太保守了？技术上没有跟上行业进步的步伐，思想上不够与时俱进？后来也就有了我们西安的网红打卡地——西安迈科商业中心。

迈科商业中心项目是由一栋207.25m的甲级写字楼、一栋153.85m的国际五星级酒店及商业裙楼组成的城市综合体，两栋塔楼在21、22层设连体观光连廊，是国内首个高烈度区采用钢管混凝土柱框架-钢中心支撑核心筒-连体钢桁架结构体系。该项目结构体系复杂，具有平面扭转不规则、竖向构件不连续等一系列不规则项。

设计过程中，我们创新性地采用钢中心支撑+耗能梁跨的概念，利用耗能梁提升结构的耗能能力；通过调整支撑筒的支撑布置，实现低塔（酒店）第一周期尽量与高塔（办公楼）第二周期一致，减小双塔的相互干扰；在连体结构各层布置交叉斜撑，提高连体部位的整体性和变形协调能力......功夫不负有心人，如今的迈科商业中心已成为古都西安的靓丽地标，并荣获2021年CTBUH全球最佳高层建筑奖。

▲迈科商业中心项目效果图

▲迈科商业中心项目立面图

▲核心筒支撑间耗能梁示意

▲迈科商业中心项目主体结构骨架

▲迈科商业中心项目实景照片

“京城”里还有我们的杰出校友束伟农，做机场出名，由他参与完成的大兴机场更是引人瞩目。置身其中，感受到的不仅仅是建筑的美轮美奂，更多的是结构人的不易。

同样是做机场，由于西北院地处十三朝古都西安，扎根这片皇天厚土70年，在设计创作方面更加注重对中华民族优秀传统文化的弘扬和发展，关注人文及地域特点。

西安咸阳国际机场三期工程东航站楼及综合交通中心项目总建筑面积105万m²，其中东航站楼约70万m²，综合交通中心35万m²。东航站楼由主楼及六条指廊组成，按照“长安盛殿、丝路新港、汉唐风韵、城市华章”的设计理念，尽显庄重、大方、美观、实用。

东航站楼中央主楼区采用钢筋混凝土框架结构，顶层出发大厅采用大跨度网架结构，屋盖支撑柱为“Y”型巨型钢柱。主体采用基础隔震设计方案，隔震层设置橡胶隔震支座+滑板支座+粘滞阻尼器，形成混合隔震，最大隔震橡胶支座直径达到1600mm；通过隔震层、设置诱导缝、板内布置缓粘结预应力钢筋等方式，完美解决504m超长结构的温度应力问题；通过多维多点时程分析、防连续倒塌数值模拟、“Y”型巨柱精细节点有限元分析，保证出发大厅高大空间屋盖结构的整体安全……

如今，西咸国际机场施工现场如火如荼，结构已全面冲出正负零，相信不久的将来，这座构建陕西“丝路贯通、欧美直达、五洲相连”的国际航空枢纽，将矗立在三秦大地，迎接五湖四海宾朋。

▲西咸国际机场三期扩建工程效果图

▲西安咸阳国际机场三期中央区剖面示意图

▲MIDAS Gen三维非线性分析模型图

▲隔震层布置方案

▲Y型柱结构方案示意

前几年有“一阵风”，建筑比高度，先是突破300m，接着就像雨后春笋一样往上窜，若不是政策影响，600m到1000m高度指日可待。我们关中平原特别是省会西安处于高烈度区，处在地震断裂带上，距我们办公楼不足十公里的渭河南岸地震断裂带，和位于西安后花园秦岭山前的长安-临潼断裂带都是全新世活动断裂带，比高度我们“玩不起”，另辟蹊径我们还是可以的。想必有同行听我介绍过我们设计的西安安达仕酒店那个吊挂的超高层建筑。

▲陕西省地震构造图

1、断块山地；2、平缓黄土台塬；3、波状黄土台塬；4、洪积台地、洪积扇群；5、渭河阶地；6、断层；

7、推断断裂

▲渭河断陷盆地地带构造地貌略图

安达仕酒店结构总高度约223.2m，塔冠高度244.2m，地上52层、地下4层，主要功能为底部酒店和上部公寓，具有塔楼偏置、高宽比大（裙楼以上7.0）、塔楼存在大量外挑（普遍7m左右）、竖向刚度突变等特点，采用钢框架-中心支撑核心筒结构体系。我们巧妙地在避难层设置悬吊桁架，悬挂支撑于避难层伸臂桁架，悬挑梁根部刚接，端部与吊柱铰接，实现了小构件大悬挑的建筑功能；有针对性地加大悬挂部位的刚度和自重，提升楼板的舒适度；对塔楼边角柱进行罕遇地震抗拉拔设计，解决大高宽比结构的抗倾覆问题......屈指数来，这应该是西北地区高度最高的全钢结构建筑，也是继迈科商业中心之后中建西北院在超高层钢结构领域的又一扛鼎之作。

▲安达仕酒店建筑效果图

▲安达仕酒店结构骨架图

▲安达仕酒店典型楼层构件布置图

▲安达仕酒店施工现场图

▲悬挂设计方案

我认为建筑师的灵感和追求是城市发展的重要力量，他们用作品符号表达人文历史、社会进步和人类进化，我们工程师用工程展现科学创新与技术进步。尽管有时不是出于完全主动，但我们也确实在不断地超越自己，每天都在完成昨天可能还认为不可能的事情。西安全运会的到来，不仅是体育盛事，也给城市管理者和我们建设者带来了机遇。

当元超大师拿着西安文化展示中心（长安云）这个62m大悬挑和150m的双塔连体建筑方案给我们，并要求半年内建成时，我们确实感受到了前所未有的挑战。长安云将超大跨度、超大悬挑、连体、异形曲面等复杂技术因素融为一体，设计团队全过程采用参数化建模、智能优化技术，用性能化设计手段突破了诸多钢结构构造要求限制，通过在悬挑部位设置TMD解决舒适度问题，高效完成了结构设计与施工配合任务，为十四运贡献出了中建西北院智慧。“云横千里、水天一色”，这座极具未来感的形态空间为西安城市发展注入了新的动力。

▲长安云建筑效果图

▲长安云实景图

▲长安云TMD安装实景图

地下空间的开发利用近几年也是一个热门话题，恰好西安在第一个五年计划期间学习苏联的规划经验，在多个集中建设的工业区和生活区之间留下了几公里长，约200m宽的隔离绿化带，这确实是一块地下空间综合开发的宝地。

西安幸福林带项目是全球最大的地下空间利用工程之一、全国最大的城市林带工程、西安市最大的市政工程、生态工程和民生工程，被誉为“世纪工程”。规划长度5.85km，平均宽度200m，其中林带宽140m，是集综合管廊、地铁配套、地下空间（两层）、景观园林、市政道路、亮化工程于一体的综合改造项目。

设计中面临穿越多条地裂缝、超长超深基坑支护、大体量地下工程抗震设计、超长结构防裂与防水、多专业多单位协同等技术难题，团队创新性地将柔性连接跨地裂缝技术、预应力技术、设置诱导缝、BIM三维正向设计技术等应用于工程实践，为湿陷性黄土地区超大体量地下空间结构设计树立了技术标杆。今天，这项世纪绿廊工程已全面向公共开放，成为西安推进绿色发展的亮丽名片。

▲西安幸福林带项目总体效果图

▲西安幸福林带项目典型剖面示意图

▲柔性连接跨地裂缝示意图

工程师的特点，就是平时言语不多，但说起工程滔滔不绝，有时还有点没完没了。想说的太多了，忍住！

Q2：最近有那些思考？

先说说形势。改革开放40多年，我们国家一直在高速发展，其发展速度和取得的成果可以说是有目共睹，我们这一代人都有深刻的体会，甚至于到了有些竞争者可能感到了惊恐而试图压制。目前国家的发展理念已有改变，面临从高速发展到高质量发展的转变，同时还面临各种复杂多变外部的不利环境，我们建筑行业也将迎来从增量到存量的转变，企业经营和生产都面临巨大的挑战。

面临目前的形势，我们怎么办？怎么把践行创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展五大发展理念与企业经营和生产完美结合？建筑怎么助推“双碳”目标的实现？

怎么才能发展好既安全、经济，又能实现以工业化发展成就为基础、融合现代信息技术，通过精益化、智能化生产施工，全面提升工程质量性能和品质，达到高效益、高质量、低消耗、低排放的装配式建筑？

既有建筑改造是不是我们行业下阶段的一个蓝海？由于标准体系、设计理念的变革，其结构强度、使用功能等往往不能满足当今社会的要求，怎么总结梳理目前建筑的使用需求，是否能研发出适用于既有建筑结构加固、消能减震、地上（地下）增层、扩建、结构修复、平移等关键技术；怎么固化研究成果、完善技术链条，形成具有特色的既有建筑功能改造关键技术？

怎么在数字经济、新基建、城市更新、地下空间开发利用、乡村振兴等领域发挥科技引领支撑作用？

怎样才能强化科技创新平台对自主研发、成果转化、产业化推广的基础支撑作用，优化科技创新平台领域布局，加速高水平科技创新平台培育，进一步加强本企业科技创新体制机制建设和提升本企业技术创新能力？

只想不做不行，等完全想明白了再作也可能就晚了。所以就边想边做。

为了突出科技创新在企业发展的核心地位，深入实施科技强企战略，从科技投入及考核、成果奖励、科研立项及经费使用改革放权、人才培养及团队建设、加强产学研用协同创新体系建设、加大科技成果转化等提出了具体措施。比如：在干部考核中加入科技创新指标、在技术干部晋升中设置科研课题及成果指标、在内部科研经费使用上以成果为导向，实行“包干制”，完成既定的成果后，结余经费可以自由支配等。另外，围绕“双碳”、建筑智能化及工业化、减隔震、城市更新及既有建筑改造、乡村振兴等建成了两个省级研究平台、两个市级工程技术中心、多个科学家+工程师创新团队（与高校联合）及院级研究中心。

今年以来行业依然不容乐观，加之疫情多点散发，外部不稳定因素干扰，危机感和压力不断增加，还是那句老话：逆水行舟，不进则退！

Q3：最近一次（出国/出省）旅游去哪儿了？

记得几年前去过两次北美，最近一次是2019年美国西部，那个大农村说实在话，建设的没有我们好，好多基础设施年久失修，中国建筑号称“基建狂魔”，需要的话我们可以帮帮他们。

▲在芝加哥与美国同行建的超高层建筑合影

▲在旧金山与黑人领袖（蜡像）合影

在国内谈不上旅游，节假日都要值班，平时也没有时间去旅游。经常出省，特别是去北京，但那都是工作，除了吃饭、睡觉和坐飞机都在工作，没有去其他场所。希望疫情早点结束，希望早点退休，早点有机会放飞自我。

Q4：自选题答一个，你对自己不满意或最想改变的是什么？

对自己不满意是脑子不是很聪明，这些年一直奉行笨鸟先飞的原则做事，像那些抽象复杂的如钢结构稳定理论，总是学不深、悟不透（这个还真的要好好地向那个谦称王小师的大师学习）。最想改变的是企业的科研创新政策和生态环境，我希望更多的聪明人都乐于创新，乐于投身科研和企业的技术进步，那将是企业之幸、行业之幸、国家之幸、人民之幸！

中国建筑西北设计研究院结构专业委员会主任辛力博士帮我完善了文中的工程资料，在此感谢。

作者简介

杨琦

中国建筑西北设计研究院有限公司总工程师

《建筑结构》编委、东南大学结构工程博士，教授级高级工程师。完成了西安国际展览中心（大跨度钢结构），广州第十一届亚运会风帆桅杆工程，渭南体育场，西安火车站改扩建工程，西安咸阳国际机场T2、T3、T5航站楼，一带一路文化交流中心系列公建（长安云、长安乐、长安书院），西安欧亚经济论坛（一、三期），盛龙广场（商业综合体），西安交大科技创新港，安达仕酒店超高层钢结构工程，石家庄北国-开元广场，西安幸福林带大型地下工程，中央礼品文物管理中心，国家图书版本库馆，西安丝路科学城（大型片区）等大型工程。并获得陕西省科学技术奖一等奖1项、二等奖1项，中建集团科学技术奖三等奖1项，陕西省土木建筑科技技术奖一等奖1项，陕西省优秀结构工程设计一等奖4项，二等奖1项，中国勘察设计协会行业奖二等奖1项，中国建筑学会优秀建筑结构设计奖二等奖1项。主编及参编行业及地方标准8项，出版著作3部，发表论文36篇，获授权专利8项。

兼任中国建筑西北设计研究院有限公司党委委员，陕西省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会主任委员，中国建筑学会建筑结构分会副会长，中国建筑业协会绿色建筑及智能建造分会副会长，中国勘察设计协会建筑结构分会常务理事，中国钢结构协会钢结构设计分会常务理事，陕西省土木建筑学会钢结构分会副理事长，中国建筑学会工业化建筑委员会常务理事，中国勘察设计协会标准化工作委员会委员，陕西省建设科技委员会委员，陕西省土木建筑学会总工程师工作委员会委员，国家科技奖励评审专家，中国勘察设计协会全国工程勘察设计行业奖评审专家。曾获陕西省劳动模范，中国建筑优秀共产党员，中国建筑学会当代杰出工程师，中国勘察设计协会科技创新带头人，享受国务院特殊津贴。

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责任编辑：吴定燕