建筑结构丨中建研科技刘枫：因为坚持，所以幸运

原创刘枫建筑结构

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

刘枫中国建研院中建研科技股份有限公司总裁

因为坚持，所以幸运

我是一个地道的理科生，一路语文成绩平平，却一直很喜欢码字，闺女小时候，我还给她记了五六年的blog，洋洋洒洒写了一百多篇，“读书少”所以文章中从来没有华丽词藻，全靠质朴情感取胜。这些年因为懒而荒了笔，接到《建筑结构》关于“结构师灵魂N问”的邀约，欣欣然接受。

Q1：为什么会选择结构专业？

我对结构专业的选择，还是受母亲的影响，她是一位工业设计院的给排水工程师，从小耳濡目染，我很早就对建筑、结构、水、暖、电专业有清晰的界定。比起误以为来设计漂亮房子的同学，我是“人间清醒”，从上大学起，就完全明白自己今后就要和土土木木的梁板柱打交道了。

之所以选择结构专业，倒说不上是因为喜欢，主要还是因为母亲在结构专业为主导的工业院搞给排水，一辈子被结构专业“欺负”，她说“你还是学个大专业吧”，于是完美“入坑”，进入了目前看来会干一辈子的大专业——“结构”。

▲ 高考录取后到校园参观

▲ 在工地实习和师傅在一起

学生生涯还算顺利，到了毕业找工作，才真正体会到了“现实”。记得参加一个设计院的应聘，面试成绩不错，但被人事处悄悄告知各所都不想要女生，也不知道哪里来的勇气，我竟然给大院总工打了电话进行“控诉”，为女生打抱不平，打完电话自己还觉得委屈得要命。幸好幸好，冷静后，我给这位令人尊敬的老前辈写了封道歉信，后来在工作中与老前辈交集甚多，也学习了很多。

最后选择的offer来自中国建研院，面试邮件来自于当时结构所所长赵基达研究员，据基达总说是被我的自荐信吸引，特别是封皮上精心设计的“to be the best”字样。当时Email还没那么常用，我险些错过了这束橄榄枝，过了好几天才回复，多少年后此事还经常被基达总调侃。但如果真得错过好机会，那我可能会留校成为一名大学老师，这样我的人生轨迹可能就又完全不同吧。人生就是这样奇妙，一切都是最好的安排。最后我进入结构所空间结构研究室，从事大跨空间结构相关的研究，工程咨询和设计工作，职业生涯就此开端……

▲ 至今还留着我的求职信

▲ 刚参加工作的第一个工位

▲ 2003年观摩CCTV主楼模拟地震振动台试验

▲ 工作刚两年，单位就给了机会去法国参加国际薄壳与空间结构年会（IASS），并在会上交流论文

Q2：这几年都在忙什么？

作为专业的咨询团队，我们的工作主要是解决项目中的疑难杂症，我们团队可以对项目开展全专业顾问咨询工作，而我本人近几年关注最多的是两个咨询方向。

1、轨道沿线建筑在列车运行影响下的减振降噪技术研究

21世纪初，中国的现代轨道交通工业进入跨越式发展阶段，取得了令世界瞩目的成就。轨道交通已成为改善人民生活品质、提升幸福感的重要载体。但随着轨道交通的快速发展，轨道交通形式日益复杂化和综合化，交通造成的环境振动影响也越来越显著。

高铁、地铁等轨道交通网越来越密，车速越来越快，轨道距离建筑越来越近，人民对生活质量的要求越来越高，因此，列车振动与噪声问题必须在设计阶段加以解决。此研究方向涉及很多专业，为建筑结构与轨道交通、流体力学、环境工程等专业的前沿交叉学科。

团队根据多年研究和实践，提出一套系统的列车振动分析及振动控制整体解决方案。

首先，建立轨道交通车辆-轨道系统精细化动力学整体计算模型，进行列车振动激励的模拟计算；第二步采用三维CFD动网格技术，建立三维非定常可压缩流体动力学模型，研究高速列车通过过程中典型位置处的风激励时程（含启动、加速、运行、停车全过程）；第三步建立上部结构-下部筏板和桩基-分层地基土-三维粘弹性人工边界模型，开展结构动力响应分析；第四步根据规范限值进行振动及噪声评价。

▲ 典型轮轨激励时程

▲列车风激励时程（动图）

▲ 北京大兴国际机场振动分析模型

▲ F1层结构竖向位移分布云图（350km/h）

若有振动等级或噪声计算值不满足规范限值要求的情况，需通过振源控制、传播途径控制和受振体控制几个方面共同解决。

相比而言，振源控制是从振动的输入源头进行减振的措施，无疑这是最直接最有效的办法，但经济成本较高；而受振体控制的减振效果相对有限，但此类措施经济代价最小，也最容易为结构设计人员掌握。具体的减振降噪措施分类及特点如下表所示。

减振降噪措施分类及特点说明

分类	具体减振降噪措施	说明
振源控制	轨道减振措施	对轨道交通采用轨道减振措施，包括浮置板道床等，可大幅减小建筑振动响应。
振源控制	控制列车车速	随着列车速度的减小，列车对建筑的振动影响也将减小。
传播途径控制	调整建筑与轨道的距离	随着建筑与轨道距离的增加，振动峰值速度下降非常明显，规划应使建筑与轨道间距处在尽可能远的距离上。
	设置竖向隔振支座	竖向隔振支座包括钢弹簧和阻尼器，可以设置在竖向构件下，大幅降低建筑的系统竖向固有频率，使其远离列车振源激励频率，减小结构的竖向振动响应。适用于低层建筑。
	设置弹性减振垫板	隔振垫是铺设在基底或地下室侧墙上的一种弹性复合材料，用以减少或隔绝振动的传播。
	设置隔振沟、板桩墙	隔振沟、板桩墙等措施可以有效对振动的传播进行部分阻断，起到减小建筑水平振动响应的效果，对竖向无明显隔振作用。
受振体控制	调整结构形式与布置	可以通过调整房间结构构件布置；调整楼板跨度等方法来减小振动响应。
	调整楼板刚度和重量	可通过增大楼板厚度的方法来增大楼板的刚度和质量，在一定程度上减小楼板跨中的振动响应。
	设置厚板基础	设置厚板基础，可控制在振动荷载下基础的沉降及差异沉降。
	设置桩基础	设置桩基础，可引导振动向基础方向传递，可控制在长期振动荷载下基础的沉降及差异沉降。
	装修类措施	采用浮筑楼板等装修措施可以减少噪声。

项目研究成果在北京大兴国际机场、青岛胶东国际机场、杭州萧山国际机场、成都天府新区超高层项目（成都488）等多项重点工程项目中得到广泛应用。在此，感谢北京院、西南院和华东院等单位的信任。

▲ 北京大兴国际机场

▲ 青岛胶东国际机场

▲ 北京大兴国际机场中心区典型剖面图（共构）

▲ 青岛胶东国际机场中心区典型剖面图（非共构）

▲ 杭州萧山国际机场T3航站楼

▲ 成都天府新区超高层项目

2、大跨度景区人行悬索桥关键技术研究

对景区人行悬索桥的研究起源于团队接到的一个游艺项目设计任务，即跨度300m的卧在云端悬索桥，这个项目创意大胆，计划把几十座游艺用房挂在桥面上，不仅仅要挑战走玻璃桥，还有机会住在玻璃桥上。

正可谓只有建筑师想不到，哪儿有我们结构师做不到！在项目进展过程中，我们提出了人行悬索桥的荷载取值标准，特别是人群荷载及风荷载的取值标准，将风荷载分为运营阶段风荷载和极限状态风荷载分别进行组合；从承载、运输、防腐和锚固方法多个方面共同考虑，解决了主缆索、风缆索，吊杆的选型问题；明确了同时具有主缆索和风缆索的悬索桥的找形顺序问题，提高了找形的效率；梳理了频率低、阻尼小、整体轻柔的人行悬索桥的抗风设计流程及人致振动分析流程。经过不懈努力，团队完成了项目的施工图。遗憾的是，这个项目还是在打桩进行到一半时暂停了。

▲ 卧在云端初始平衡态索力

我们在景区人行悬索桥设计过程中遇到的痛点问题引起了我们对此类项目的关注。这类项目通常是景区的地标式建筑，由于其相对建设投入少、吸引游客和经济回报高等因素，前几年，其建设在全国范围内广泛兴起。但由于没有专用规范，绝大部分人行悬索桥项目只能参考相关的公路桥梁设计、建筑设计及游艺机设计规范等进行设计。这些规范的设计规定并不统一，也不一定适用于人行悬索桥的自身特点，极易造成景区安全隐患。因此我们认为编制一本专用的规范是当务之急，于是在2019年，我们申请编制协会标准《景区人行悬索桥工程技术规程》。

记得启动会上，陈志华老师说，这是一本关于欢乐的规程，而我想我们所做的工作就是如何让欢乐更好地、安全地延续下去。两年来，我们在全国范围内发函进行工程参数调研，以了解全国人行悬索桥建设现状，我们去多个省市进行现场调研及实测，同时开展了静动力参数、人致振动、风工程、玻璃面板等四个专题的研究工作，研究成果均写入技术规程中。

▲ 主缆垂跨比参数分析

▲ 到河北红崖谷现场调研

原地踏步

行走通过

水平摇晃

原地跳跃

▲人致振动测试现场（动图）

经过各参编单位的共同努力，今年8月12日，《景区人行悬索桥工程技术规程》正式发布，编号为T/CECS1140-2022，自2023年1月1日起实施。

▲ 2019年，编制组成立暨第一次工作会议

▲ 2021年，技术规程审查会

大跨度人行悬索桥更多内容详见《建筑结构》2021年第7期中论文《大跨度人行悬索桥结构设计关键技术》。

3、小米未来产业园与创研中心

在设计项目方面，团队正在进行小米未来产业园与创研中心的设计，这是小米集团位于昌平的办公产业园，共8座塔楼，项目总建筑面积31万m²（其中地上19万m²，地下12万m²），建筑方案来自GMP。作为死忠米粉，我已经从米1用到了米11 pro，所以能够拿下这个项目的综合设计，我还是很兴奋的。

以难度最大的A1、A2塔楼为例，A1塔楼为总部办公楼，建筑高度60m，地上13层，地下2层，采用钢框架支撑结构体系，支撑采用耗能型屈曲约束钢支撑，布置于建筑交通核筒体区域，均匀分布于建筑四角；A2塔楼为园区的门户标志，建筑高度40.6m，地上9层，地下2层，采用混凝土框架支撑结构体系，框架柱内局部设置型钢。

▲ A1、A2塔楼建筑效果图

两塔楼整体呈回字形，均存在较高的穿越4-6层的穿层柱，竖向构件连续但各层楼板均不连续，水平力传递路线复杂，属于复杂高层结构，均需进行抗震性能化分析。

▲ 交通筒

两塔楼平面均在角部设置交通筒，交通筒采用密柱框架以及屈曲约束支撑构成，形成整个建筑的主要抗侧力结构体系。耗能型BRB，多遇地震下调整结构整体刚度，中、大震作用下进入屈服状态，提供附加阻尼比，降低整体地震作用，整体结构形式具有较好的抗震延性。

▲ A1 塔楼结构模型（顶层平面）

针对楼板不连续，分析塔楼水平力作用下楼板内力分布情况，对角筒连接的楼层以及顶层进行加强，并根据楼板应力加强板厚以及配筋，并设置楼面水平撑。

为满足建筑室内通高效果，两塔楼均具有较多的穿层框架柱，与筒体以及相邻非跃层框架柱相比，水平刚度较弱，对穿层柱进行多工况下的稳定分析确定计算长度系数，准确分析稳定内力，并进行剪力调整，使得相邻剪力较大的竖向构件破坏后，穿层柱不至于产生连续的破坏，增加二道防线作用。

期待项目早日完美呈现，更期待“国货之光”小米“接着做大公司未必能做的大事业”！

▲ A1 楼结构模型（带地下室）

▲ A2 楼结构模型（带地下室）

Q3:在专业及生活上对我影响最大的组织

本来邀请回答的问题是“对我影响最大的人”，从业20年来自然是遇到了很多贵人，但我想了想，有一个社会组织应该说对我的职业生涯影响巨大，不得不提。

从我加入建研院工作开始，领导就安排我做中国土木工程学会桥梁及结构工程分会空间结构委员会的秘书工作，这个专家团体是至今我个人认为最活跃的学术团体之一。这个组织最初成立于1982年，可谓历史悠久，发起人是何广乾、张维嶽、董石麟、蓝天等老一辈空间结构专家，关于成立“空间结构委员会”的倡议书至今被蓝天先生妥善保存，其成立目的是“为设计、科研、教学和施工单位从事空间结构的同志提供一个切磋交流的园地，以期进一步推动空间结构的发展”。当年王俊董事长，基达总都曾担任过这个组织的秘书。秘书的主要工作，是配合蓝天先生组织一年一度的技术研讨会，两年一度的空间结构学术会议，定期出版空间结构简讯等。这个组织在蓝天先生的团结下发展壮大，成为了一个特别温暖的大家庭。在空间结构飞速发展的这几十年里，委员会有许多可以交流的创新成果。大家不仅仅在一起交流技术，还会为资深老先生们庆生，为新加入的小伙伴迎新，一年一度，大家从天南海北聚到一起，对这个组织都充满了感情。

我在空间结构委员会当了16年的秘书，学到的不仅仅是知识，还有严谨的学风，做人的道理，而我在结构圈的最初人脉也基本来源于这个组织。找到一张2003年的活动合影，有兴趣的可以找一找，在这里可以看到多少位空间结构老前辈以及现在的空间结构行业翘楚。

▲ 2003年，空间结构委员会“会展中心结构技术研讨会”（浙江绍兴）

▲ 2006年承办IASS年会（北京）

▲ 2008年大会上来自标赫的Paul做伦敦碗的相关报告（担任翻译）

▲ 2018年第十七届空间结构学术会议（西安）

同时，空间结构委员会常常邀请外国专家讲学，我也接待了好几位国际空间结构大神级人物，特别是德国Schlaich先生，空间人大多是他的粉丝吧！他在二十世纪七八十年代的作品至今仍令人叹为观止。2006年他受蓝天先生邀请到北京来讲学，我也负责陪同，还获赠了当时刚刚出版的《轻·远》。

总之，这个学术社团的工作，可以让我在专业上站在巨人的肩膀上，站得高，看得远。去年底，我们在中国工程建设标准化协会成立了空间结构专委会，队伍更壮大了，我也开始在空间结构组织里承担重要岗位，深感责任重大，一定不辱使命。

原定今年底将在杭州召开第十九届空间结构学术会议暨空间结构学术会议40周年庆祝大会，却因为疫情屡次延期。

而我们最敬爱的蓝天先生却在等待中匆匆离开了我们，他没能赶上他一手创建并领导的学术组织的40岁生日，没能走上演讲台为我们娓娓道来那段珍贵的历史，几天前他还和我讨论杭州的行程，讨论他的发言内容，说虽然有疫情，但他还是想去杭州见见老朋友，几天后却与我们阴阳相隔，这件事恐怕是我再也无法弥补的遗憾了。

蓝天先生是中国空间结构的奠基人之一，我国空间结构的普及离不开他的高瞻远瞩和卓越贡献，他把毕生精力和全部热情都献给了他热爱的空间结构事业。我配合蓝天先生在委员会工作20年，受教良多，用“仙风道骨”形容蓝天先生，我感觉再恰当不过了。他笑称自己是个“九零后”，更以九十高龄畅游海外，期间拍摄大量国外空间结构作品，乐观豁达的人生态度是晚辈学习的楷模。

蓝天先生温暖的笑容让我们误以为他永远不会离开我们，可无情的时间还是将这一切打碎。一份题词成了他留给空间结构委员会的最后祝福，“四十不惑，跬步向前，空间领域，成绩辉煌，宏伟建设，举世触目，再问天命，庆征新程”。我辈必勇挑重担，不负先生厚望，让前辈们开创的这份事业继续发扬光大，茁壮成长！

▲ 蓝天先生的题词

▲ 2007年蓝天先生八十大寿

Q4：在过往的设计实践中，哪些经历（或事件）是关键节点？让您有哪些改变？

从业20年，负责的咨询项目大大小小有上百个了，回忆起来印象最深的还是2004年进行首都机场T3航站楼的多点输入地震反应分析。

那时候抗震规范还没有这块内容，团队也没有人做过，甚至同行业也没有太多人做过，国内研究成果大多停留在理论研究阶段，工程实践很少。我边查资料边做，回过头看，当时做得很“笨”，因为时程分析结果文件特别大，自己也不会设置，工况又达到120种之多。那时候硬盘不是很大，所以我调用了同事的近10台电脑，大家下班了或者周末我就用，我把每个电脑编了号，然后记录哪台机器算了哪个工况，所有命令流都是从零开始写的，提取完结果就必须删除文件为下一次计算腾空间，腾了空间想起还有结果没有提取，崩溃……，再重来一遍。第一次面对多点输入的结果，大家都没什么经验，我向徐培福院长，亚勇所长，戴国莹总请教，还整天“缠着”肖从真总讨论，与北京院各位设计总沟通，感觉结果不合理就再调整算法，这些细节都历历在目。

这个项目的地震多点输入顾问专项，我整整干了三个月，眼泪也掉了几回吧。其中，有天晚上，我对第n次不理想的结果有些不知所措，特别郁闷，恰好翠坤总也在加班，她跟我说了一句话:“你就相信，只要一直坚持干，所有困难都会过去，过段时间再想，这些困难都不算什么！”。而我后来在工作中遇到困难时，每次都会这样去鼓励自己，果然坚持的力量从来没有让我失望，毕竟还是工程问题，没有绕不过去的坎儿，况且周围可以求助的大咖的确很多。

随着这个专项的完成，我们也完成了多点输入地震反应分析在国内建筑工程领域的首次工程实践。随后多年在这个方向的持续研究，团队研究了大底盘对多点输入的协调作用，总结出一种适用于建筑结构的多点输入抗震分析实用方法，解决了长度超300m大跨度建筑结构抗震设计难题。揭示了大跨度结构多点地震输入的响应规律，引入附加地震作用效应系数对边角构件内力进行调整，成果最终纳入了抗震规范和超限审查条例，给后续众多工程的应用奠定了基础。2019年，我也跟北京院团队一起获得了国家科技进步奖，而当年的这个项目就是后续研究的起点，当时每天苦苦挣扎的我，怎么会想到能在多年后能获此殊荣……所以，人生没有白走的路，每一步都算数。

至今我已经在中国建研院工作二十余年，自知没有天赋异禀，所以必须努力。幸运的是加入一个优秀的团队，站上了好平台，遇到了好领导、好同事，坚持认真做事，诚恳待人，一步一个脚印，因为我相信这样的人生——“因为坚持，所以幸运”的人生。

作者简介

刘枫

中国建研院中建研科技股份有限公司总裁

研究员，硕士生导师，一级注册结构工程师。现任中国工程建设标准化协会空间结构专委会主任委员，中国钢结构协会专家委员会委员，中国钢结构协会常务理事，中国钢结构协会空间结构分会专家组副主任委员等社会职务，《建筑结构》《建筑结构学报》《空间结构》等审稿专家。

长期从事钢结构、大跨度空间结构的科研、工程设计和咨询工作。负责或参与完成了中国国家博物馆、珠海博物馆、新疆大剧院、吴忠黄河文化体育会展中心、宁夏奇台大型冷却塔、重庆江北机场单索幕墙等重大钢结构或索结构的工程设计或咨询项目。

公开发表学术论文60余篇，主、参编《空间网格结构技术规程》、《索结构技术规程》等10余项行业标准、协会标准，编著《空间网格结构技术规程理解与应用》，《建筑索结构节点设计技术指南》等著作。获国家科技进步二等奖1项，北京市科技进步二等奖1项，中国钢结构协会科学技术特等奖2项，华夏一等奖1项，三等奖2项，全国优秀建筑结构设计奖多项。

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责任编辑：吴定燕

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