中国工程院院士陈肇元:我的土木工程科研生涯

发布时间:2020-11-30


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1952年9月,陈肇元从清华大学土木工程系毕业后留校任教, 开始了他毕生从事的教学和科研生涯,尤以科研为主,且研究面宽广,近乎涉及土木工程的各个领域。直至80岁成为资深院士之后,他还利用各种机会和场合对中国土木工程设计中的一些陈腐规定和弊病秉笔直书。


他算得上是一个终其一生都致力于土木工程领域的科技型学者


陈肇元为人豁达大度、聪慧勤奋、筒约务实、不善辞令,在他任清华大学土木工程系系主任四年时间,工作成绩显著但极少开会,仅在年终手写一份总结分发给大家并同时召开一个茶话会。陈肇元的这种性格和作风颇得众望,以至于他任系主任四年届满时,从校领导到系内同仁多有挽留之意,但都被他谢绝了。



一、接受任务  全力以赴

改革开放前,国内高校中的研究项目一般都是由上级下达的, 极少可以自主选择。20世纪50年代末期,随着中苏关系的完全破 裂,国内开展了广泛的“备战备荒”及“深挖洞、广积粮”运动, 与此有关的防护工程建设因而被提到日程上来。


1962年,清华大学 土木工程系成立了以防核爆冲击波为主的课题研究组,陈肇元负责 研究模拟防护结构在冲击波压力荷载下发生毫秒级变形的快速加载试验机,这是传统土木工程工作者极不熟悉的领域


他凭借刻苦努 力的精神,在查阅大量外文资料的基础上,成功设计制造了用高压 氮气作动力的5吨、30吨直至150吨,能使结构材料和结构构件产 生毫米级变形的快速加载压力试验机。


这期间他除了设计和绘制机 械加工图之外,还要跑工厂,组织安排加工和装配。陈肇元亲自骑 三轮车频繁地来回运送设备零件和氮气瓶——这也是那个年代出成 果的知识分子状态和形象。


在他的主持下,利用这套设备先后对钢 材、混凝土等多种结构材料及拉、压、弯、剪等结构构件,直至地 下防护工程的防护门与防爆墙等部件进行了试验,取得了大量的实 验数据,这在国内尚属首创


这些成果多数为与防护工程设计规范的相关图书等所采用。在这些工作的基础上,他又扩展研究了核爆 下高层建筑倒塌以及房屋破坏的碎片分布等多个项目,先后编写了 131份研究报告。

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陈肇元对防护工程的研究一直持续到20世纪80年代。此时我 国已经实行改革开放,迎来了大规模的城市建设高潮,其中多层、 高层楼房一般都附建有人防功能的地下工程。


他曾兼任当时国内两 个最大的民防工程的顾问组副组长,采用他研究的结构体系,取得 了良好的经济效益。


他堪称我国军外从事防护工程研究的代表人物


、涉猎面广   有始有终

陈肇元的科研方向一直紧跟时代需求,在科研领域涉猎广泛。20世纪80年代,我国开始了大规模的建设高潮。新中国成立 后,国内长期使用的低标号混凝土已不能适应发展需求,于是他开始研究新的课题,即具有高工作度和高耐久性的高强、高性能混凝土,并以高耐久性为重点。


这成为他继防护工程之后取得成果极其 丰富的研究项目之一。他先后执笔编写并出版了专著《高强混凝土 及其应用》及中国工程建设标准化协会的标准《高强混凝土结构设 计与施工指南》《高强混凝土结构技术规程》,并进而编写国标《混凝土结构耐久性设计规范》。


与此同时,他还参与并推动了铁路、公 路等其他土建部门的混凝土结构耐久性设计标准的编制。

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20世纪90年代前后,国内各大、中城市兴起了修建高层建筑 和地下铁道的热潮,这些建筑物都带有地下室或本身就是地下工程, 需要进行基坑开挖。


陈肇元是国内早期关注基坑开挖采用土钉支护 的学者之一,这种支护方法既经济又简单。他执笔编写了中国工程 建设标准化协会的标准《基坑土钉支护设计施工规程》,又进一步编 写了专著《土钉支护设计与施工指南》。


他身体力行,登台授课,对推广高强混凝土结构和土钉支护发挥了重要作用。他还涉足地下工 程设计与施工、工程救灾和公共安全等领域,仅围绕广州地铁的设 计和施工就写过50多万字的报告。

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随着那个年代民用燃气的广泛使用,室内燃气爆炸常有发生,陈肇元与其指导的研究生,通过对爆炸现场的考察和调研,认识到室内爆炸导致外墙的门窗玻璃破碎能够起到很好的泄爆作用。


通过试验,他得到了常用门窗玻璃受爆炸压力波的强度数据,计算出玻璃碎片的飞散距离和分布,与现场调研结果非常吻合。


三、任则必勤   功成身退

陈肇元最不愿干的是行政职务,他性格宽厚,为人坦诚,颇得众望,1984年在群众推荐和领导任命下,陈肇元担任了土木工程系的系主任,但声明只干一届(四年)。他不负众望,白天大部分时间花在行政工作上,将他喜好的科研工作放在晚上去做。


在他任职期间,土木工程系增设了一个建筑工程管理专业,由 于工程界需求,该专业后来提升为建筑工程管理系。与此同时,在土木工程系还增设了城市交通、计算机应用教研组。


在囯内土木工程系中,他最早安排用英语讲授结构力学与钢筋混凝土两门主课, 同时增设了几门拓宽专业知识的选修课,并选送年轻教师和优秀毕 业生出国深造。


当时土木工程系教师人数偏多,他通过系党委调整输送了十名副教授到校外发挥更大作用。校党委书记方惠坚曾多次 说:“陈肇元要是再干一届就好了。”这是一个很高的评价。


四、以学会友   交往深广

陈肇元还非常喜欢参与社会工作。他喜欢这个工作的原因一是不涉及行政事务;二是有利于他在学术领域发现前沿课题,并方便宣传推广其研究成果。他于1984年起任中国土木工程学会常务理 事达18年之久,有四年任学会副理事长。


他也曾长期担任中国土木工程学会防护工程学会的副理事长,还曾任《土木工程学报》主 编和《防护工程》副主编。


自1997年当选为中国工程院院士之后, 他在2000〜2002年任中国工程院土木、水利与建筑工程学部常务副主任,2002年之后又连续担任两届的学部主任。

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在学部工作期间,他组织过不少重大研究项目,向政府有关部门提出并书写过不少建议,如针对国家大剧院、北京奥运会主场馆等重点工程的设计方案;召开过不少大小会议,还组织出版了《我 国大型建筑工程设计发展方向》和《论大型公共建筑工程建设》两 本文集;他作为公安部消防局的顾问专家,也为各地消防部门的基 层技术干部讲课并专门编写了有关讲义。可贵的是,陈肇元的著作和论文都是自己动笔书写的。


五、老骥伏枥   壮心不已

陈肇元院士70岁后仍然勤于业务,笔耕不辍,对中国土木工程的发展不断地提出一些独到的看法和见解。他虽然年纪大了,但认识更深刻了。尤其对于工程结构的安全性、耐久性和使用寿命问题, 他给予了高度的关注。


他曾尖锐地指出,我国地震引起的建筑物倒塌严重、人员死亡率高,其主要原因是结构设计规范的安全储备不 足。他曾呼吁:“历史上1679年正值康熙盛世,在北京地区发生过 近8级的大震,城垣塌毁无数,宫殿民居十倒八九,这次大震已过去了300多年,谁也无法证明地震能量的积累不可能再次爆发,对待地震要像对待疾病一样应该重在预防!”


他也公平地说过,新中国成立初期我国底子薄,所有民用建筑又是国家出钱建造后统一分配的,所有城镇房屋都是国有,所以建言筑结构设计规范的低标准可以理解。


可是现在不同了,城镇民房多已成为商品私有,老百姓买房总是希望房子越结实、使用寿命越长越好,而且房屋结构的造价在整个建筑物造价中所占的比例越来越小,多放点钢筋增加的费用极其有限。


更重要的是出于社会可持续发展的需要,延长结构的使用寿命是节约资源、保护环境的有效手段之一。他在不同场合多次指出,结构承载能力的安全性主要取决于荷载设计规范确定的标准值和结构设计规范所赋予的安全裕度。


我国从20世纪50年代至今,结构设计规范规定的每平方米楼板在考虑了安全裕度之后所能承受荷载的能力,对商场、剧院等公共场所只有欧美等国家要求的60%,对办公室、宿舍等只有国外的45%(仅在2000年以后提高到62%),尤其是公用楼梯、通道及阳台等有 可能需要逃生、救援等场所的楼板,与国外相差达一倍以上。


他想的仍然是国家发展的需求、民族的兴旺和人民的富裕



来源:岩土新鲜事


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