1958年,他选择到“还是一片荒山野岭”的贵州工学院任教;67年过去,这位93岁的院士依然每天乘车一小时到学校实验室指导工作。他创造性地提出混凝土空腹网架结构、预应力空间钢网格结构、空腹夹层板结构、空间网格盒式结构等结构体系,并应用于全国20多个省份;他手绘的3538页工程图纸,见证了中国建筑结构学科的创新发展。
他就是中国工程院院士马克俭——一位扎根贵州,却让创新成果走向全国的结构工程专家。
“花最少的钱盖最好的房子”
1958年9月,刚从中南土木建筑学院毕业的马克俭站在贵州工学院选定的校址——蔡家关时,眼前还是一片荒山野岭。随后,他被学校派到浙江大学进修。1960年底,他回到贵州时,看到学校连教学楼都还没有修好,只能借地上课办学,就立即和师生们一起投入了艰苦的建校工作。
在修建教工食堂时,一个难题摆在面前:屋盖跨度需要15米,但在“既缺钢材又缺水泥的情况下,达到这一跨度很不容易”。马克俭和同事熊盈川提出了一个大胆设想——用砖砌双曲扁壳来解决跨度问题。因为扁壳的造型类似于鸡蛋壳,壳体以承受压力为主,正好可以发挥黏土砖抗压性能好的优势。
这一大胆设想没有工程经验可借鉴,但因为他们进行过砖砌薄壳结构的试验工作,积累了相应的经验,最后这一设想在土建系师生的共同努力下得以完美实现。
这段建校经历,让“花最少的钱盖最好的房子”这一朴素观念,成为马克俭终生追求的科研理想。在他看来,贵州地理、气候比较特殊,且经济发展水平和经济实力相对落后,更需要适合地方实际情况的中小跨度结构,以满足工业与民用建筑的需求。
3538页手绘图纸
马克俭手绘的3538页工程图纸,现已捐赠并珍藏于中国科学家博物馆。从20世纪60年代至今,这些图纸时间跨度长达60多年。
其中最早的一份图纸,是1960年贵州工学院教职工食堂结构施工图,最新的一份则是2021年12月,马克俭审核的同有科技存储系统及SSD研发智能制造基地项目1号楼塔楼结构施工图。
“这些手绘施工图构思巧妙严谨、绘图规范严密、线条干净整洁、比例精准。”马克俭的学生魏梦思回忆,这些图纸的每一处细节都精雕细琢。在那个没有CAD制图的年代,马克俭用最传统的方式,绘制出了一张张创新蓝图。
从这些图纸中,可以看到马克俭在专业上是“多面手”。20世纪60年代到90年代,他不仅承担结构计算和结构设计任务,还负责建筑施工图的绘制和工程概预算的编制等工作。
从“空腹网架”到“网格盒式”
1986年,马克俭提出了装配式钢筋混凝土空腹网架结构,这在国内开创了混凝土空间结构研究的新领域。
创新之路从未停歇。1992年,马克俭又将木结构中离缝式键结合木梁的原理引入混凝土楼盖,提出“空腹夹层板”结构。1993年9月,他主持对三层不同型式的空腹夹层板-柱结构进行缩尺模型试验,验证了其受力性能和计算方法。1995年,贵州工学院对学生宿舍楼进行加层改建。工程完工后的决算表明,造价比采用普通梁板做楼盖的混合结构节约17%,比框架结构节约35%。
此后,马克俭团队不断拓展创新:1999年发展了预应力空腹夹层板结构,2000年拓展至组合空腹夹层板结构,2011年又提出大跨度空间网格盒式结构。这些原创性结构体系被应用于全国20余个省区市。
鲐背之年 依旧坚守
2023年7月,91岁的马克俭出现在贵州省结构工程重点实验室,指导新型高层大跨度空间钢网格盒式结构振动台实验。2024年4月,92岁的他来到贵州大学空间结构研究中心试验房,指导装配式钢筋混凝土空腹夹层板1:1模型试验。
魏梦思说,每天早上,马克俭会乘车1小时到学校结构实验室,指导科研和教学工作;亲临建筑工地指导施工项目进展,了解相关因素的变化情况;指导学生以及学术交流、合作研究等。
这位鲐背之年的科学家,六十多年如一日地保持着科研热情。他把在建筑科学领域积累的宝贵知识和经验,毫无保留地传承给后辈学人。(钟科)
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