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【南方杂志】周福霖:建“震不倒的房屋”
来源: 作者: 编辑: 审核: 发布日期:2011/03/02
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2011年岁首,广东首次颁发“南粤创新奖”,对瞄准世界科技前沿、在重点领域取得突破、掌握核心技术、勇攀科技高峰的创新人才进行奖励。

周福霖,一位减震抗震专家,首次以个人身份获此殊荣。有媒体评价说,他是“小学校”培养出的大专家,因为行事低调,大多数时间,他都是在广州大学那个略显杂乱的地震实验室里不停地实验、记录、分析,再试验、再记录、再分析……

唐山地震的伤痛与启示

“你们不是工程师吗?你们不是了解地震吗?为什么你们不能够预测地震发生?现在什么都倒了,什么都没了,为什么?”

1976年7月,唐山大地震后第三天,受中央指派,周福霖参加的调查组火速到达灾区。一到现场,类似的追问就暴雨般飞过来。那时候,周福霖还只是机械部第四设计院一名青年工程师,对于这场灾难,他更多的是沉默和愧疚。

灾后余生,对于每一个活着的人都是一种煎熬。在那场地震中,他第一次亲历了地震对于人类的毁灭性灾难,这不仅是房屋损坏这么简单的财产损失,更重要的是痛失亲人的精神折磨。震后的瓦砾残墙中,周福霖看到一位佝偻着身子的老大爷,带着四五岁大的孩子,趴在瓦砾上,一手一手地扒地上的碎砖头,原来他的老伴、儿媳等家人都埋在了地下,这场灾难造成的悲痛让人难以承受。

“怎样才能够让这种悲剧不再上演,哪怕只是减少这种人间惨剧的发生?”作为一名投身地震研究不久的年轻人来说,这样的疑问如雾绕身难以挥去,但是那时候,他找不到答案。

在接下来的两个月里,周福霖对机械部所属单位建筑物展开震害调查,这是他的职责。一次偶然的机会,在一次调查测量中,他看到了一件令人惊奇的事情,在这么大强度的地震中,竟然有三栋房子安然无恙,房屋基本上都没怎么受损。这三栋没有倒下的房子引起了周福霖的极大兴趣,房子是四层老式建筑,唯一不同的是,房子墙面下有一个用沙浆铺的防潮层,很湿软,整个房子在地震中就这样沿着这个防潮层滑动了十几厘米。

“当时我就想,房子如果能滑动的话,那就安全。打个比方,一艘船,下面是水,无论你怎么震,船也就随着水晃动(当然海啸是另一种情况),但有一点可以确定,船的受损会小得多。也就是说,如果建筑物和地面之间有个柔软的东西隔开,就能够确保安全。”回想起当时那一瞬间闪出的念头,周福霖依然很兴奋。

抗震太极,以柔克刚

也许可以改变方式来应对地震,周福霖觉得,这是一个新的思路。自那以后,周福霖记下了这个场景,在之后的研究中,他不断地去研究这个场景中能够提炼出的力学、地震学原理,他需要将这个场景复制并且进行验证。

1983年,周福霖暂时离开了中国,远赴重洋,到加拿大不列颠哥伦比亚大学学习。这三年的求学是一次思维理论的实验总结,他参与了加拿大联邦科学基金项目“结构隔震与消能减震控制”的研究工作,集成“房屋隔震消能新技术”理论。在此基础上,他创立了“房屋减震控制新体系”,开始能够用现代科学的思维方式去理解唐山地震中那个直观的印象。

受这个启发,周福霖的团队研究出了隔震房技术。在实验中,他们曾设想用沙层代替油毡,但一旦墙体受力后在沙层上发生滑动,要想复原就很困难。10年前他们终于找到了一个合适的材料--橡胶,这一次,实验成功了。

“我在40年前,就觉得如果用传统的方法抗震,用硬扛、硬碰硬来抗震,通过加固建筑、加固地面来抗震,这条路会越走越复杂,也扛不住。一场地震至少相当于几百个原子弹爆炸,你抗它干什么?扛不住的。所以当时就想是不是有另外一种方法能够走通,以柔克刚。”周福霖告诉《南方》杂志记者,这是用一种不同以往的方式来减震,地震不需要对抗,而是需要释放。

其后,周福霖都在潜心进行自己的实验,这一“潜水”就是30年。

汶川地震后,周福霖研究的成果开始进入公众视野。其实,早在1993年,周福霖的团队就在汕头建成了我国首幢采用叠层橡胶支座的隔震住宅楼,与传统抗震房屋相比,地震反应降为1/4~1/6。1994年,台湾海峡发生一次7.3级地震,波及汕头地区,在同地段的传统结构房屋发生剧烈晃动的情况下,该隔震房屋里面的人却毫无震感。

而且这一技术的造价增加也并不是很高。“即使按照现在的价格估算,一平方米差不多增加一百到两百元,甚至可能更低。”周福霖这样说道。因为在抗震减震方面的突破性进展,2003年,周福霖教授在628名被提名的有效候选人中脱颖而出,成为最终当选的58名中国工程院新院士之一。

把每一分钱都用在科研上

汶川地震后,周福霖参与了震后的重建。广州市援建对象是汶川县威州镇,这一次他作为抗震避灾设计高级技术顾问,指导这项技术用以震后重建。

周福霖告诉记者,希望抗震技术能够惠及全人类,能够在地震中保护脆弱的生命。“救一个人就是一个英雄,我们救的是成千上万的人,这个技术不单单是经济社会效应,同时也是个道德效应,是救护我们自己的人道技术。”

自1993年抗震技术第一次实际应用开始,现已进入推广阶段,国家每年大概会有1500个工程采用这项技术,涵盖建筑和桥梁。当然,这也包括周福霖参与重建的汶川县,在威州镇的重建过程中,学校、医院、应急指挥中心都采用了抗震技术。

周福霖介绍说,民用房屋是保护的重点,理由很简单,因为民用建筑就是保护老百姓的生命,虽然说设备仪器很重要,但是人命是第一位的。“我们要做到的,就是地震的时候,老百姓不用往外跑,待在房间里面就行,房屋就是一个避难所,房屋就是一个安全岛。房屋不是一个毁灭人命的灾害载体,而是一个安全的载体,要把它从灾害的载体变成安全的载体。”周福霖这样说道。

除此之外,周福霖还说,现在他们有另外一个设计目标,就是希望地震中不要损坏房屋,老百姓一辈子攒钱就买了这么个房子,一场地震过后,全毁了,看着心痛。当然最重要的还是安全,以前,一听说有地震,大家为了躲避,都会睡在马路上。他希望以后的目标就是待在房屋里比待在大街上更安全,这样大家都少受点苦。

不过,令他有些遗憾的是,这项技术在高层建筑应用上,还没有达到预设目标。他的基本目标大概定在50层左右,力图能够使这一层级的高楼得到保护。但是现在的实验结果显示,20层的高楼是可以的,50层有困难。“不过,我们会慢慢提升保护等级,下一步的目标大约是28层,再下一步是30层,然后再提高能够应用的层数。”站在实验用的百米高楼水泥模型面前,周福霖说这个目标不是实现不了,总会有办法的。“我这一辈子能不能完全解决,还不一定,可能还解决不了,还需要一大批年轻人接着做。接下来,还有好多科学问题,需要解决。”他这样告诉本刊记者。

2011年,周福霖被授予首届“南粤创新奖”。颁奖结束时,对于500万元奖金的用途,他承诺:“我一定会谨慎地用好这笔奖金,将其用于团队人才的培养和科研创新,绝不私用一分钱。“我可能会成立一个基金会,将这笔钱作为青年人的扶持资金,奖励那些对于抗震技术做出突出贡献的年轻人。”在去往一楼实验室的路上,周福霖边走边这样跟记者说。

周福霖中国工程院院士,工程结构与工程抗震减灾专家,汕头潮阳人。1963年湖南大学土木工程学院工民建本科毕业,1983年加拿大不列颠哥伦比亚大学研究生毕业并取得硕士学位。曾任机械工业部第四设计研究院副总工程师、联合国工发组织(UNIDO)隔震技术顾问等职,现任国际减灾学会(ASSISI)常务理事,广州大学工程抗震研究中心主任、教授

(消息来源:南方月刊2011、2、21编发:朱玉尊)


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