建筑结构·人物丨广东省院罗赤宇：从心而筑，构建未来

罗赤宇建筑结构 2022-12-09

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

罗赤宇广东省建筑设计研究院有限公司副总经理、总工程师，结构专业执行总工程师

从心而筑，构建未来

Q1：这几年都在忙什么？

关键词：传承创新

这几年广东省院的工作重点是转企改制，作为公司副总经理、总工程师，同时还是结构专业执行总工程师，除了建筑结构专业技术工作以外，我更多地参与院转企改制建设及经营发展工作，负责全院质量技术控制及科技创新，积极推动公司建设创新型科技企业。

▲在2022年度院科技创新大会上作工作报告

今年是广东省院建院70周年，我们院制作了一辑领军人才访谈视频，我很荣幸地代表院结构团队参与。建院70周年主题标语是“从心而筑，奋楫前行”，我也为访谈定了一个“传承创新，构建未来”的题目，实际也是总结和思考我们院结构设计团队的发展和未来。总体来说，我们结构设计团队创新意识强、专业技术及服务水平高，力求通过精心的设计和服务，使项目达到技术和经济的综合平衡。

▲广东省院建院70周年视频

秉承我们院“营造臻品”及“好设计、用心做”的理念，结合我们结构专业的特点，我觉得结构专业的用“心”包括“责任心、自信心和进取心”，通过技术精神的传承，优秀作品的呈现和技术成果的应用推广，结构团队不断成长，高层次人才辈出，也形成了超高层建筑结构、大跨度空间结构及地下空间结构等设计研究的优势领域。

说到结构团队“传承创新”，我自己深有体会。我1994年从华南理工大学毕业后就进入了广东省院工作至今，得到了容柏生、陈宗弼、陈星等院士、大师级总工多年的指导，也得益于广东省院“传帮带”及“结构创新”的优良传统，在大量的工程实践及技术创新得到了成长。其中，陈宗弼和陈星两位总工给了我最多的指导。

陈宗弼总工用粤语歇后语“泥水佬开门口——过得自己过得人”教导我做结构设计要有责任心，结构设计首先要过自己这一关，保证设计质量，做到问心无愧，才算是个合格的结构工程师；还提醒我“做设计不要只会做行货”，“行货”在粤语里是指大批量生产的没有个性的产品，他的意思是不要只会做常规的工程，要有创新意识不断挑战更多更难的项目。

而陈星总工则是在复杂结构设计及结构创新方面给了我最多的教导，陈总具有深厚的专业功底和丰富的实践经验，非常善长通过技术创新解决工程中的难题，我工作前10年参与的复杂结构设计项目基本都是他负责和指导完成的，陈总带领结构团队在广州新中国大厦、广东省博物馆新馆、广州名汇大厦及名盛广场等优秀结构设计项目中通过钢-混凝土组合结构体系、新型组合构件与节点、地下室逆作法新技术等研究和应用取得了良好的综合效益，也让结构团队明确了建筑结构、岩土工程及市政工程综合发展的方向。

▲1998年与陈宗弼总工（中）、南弘一教授（左2）等专家在新中国大厦项目现场

▲陈星总工1998年指导我完成的钢管混凝土柱新型梁柱节点构造详图

说明：钢管混凝土柱环梁刚性节点通过在钢管外壁焊接钢牛腿及设置钢筋混凝土环梁，钢筋混凝土梁与节点连接而传递管外剪力及弯矩，节点传力明确，安全可靠，最早在1998年应用于广州新中国大厦工程。

▲广东省博物馆新馆大跨度悬挂结构顶层悬挂桁架滑移到位后全景

▲广东省院地下室逆作法与钢-混凝土组合结构新技术研究应用成果总结

Q2：在忙哪些项目？

关键词：工程挑战

最近几年主要针对复杂体型高层建筑的结构设计做了些研究及实践工作，包括特殊体型超高层框-筒结构、高烈度区钢框架-支撑结构、大跨度复杂连体结构等类型。其中针对超高层建筑应用最多的框架-核心筒结构，适应建筑的特殊体型，完成了多个超高层随形外框柱框架-核心筒结构的设计和研究工作。

佛山城发中心结构高度175m，具有切角矩形平面及扭转切割立面的特点，原采用外框16根柱落地及转换结构方案。我们在方案阶段对结构体系进行了比选，提出了随形曲折外框柱的结构方案。结构设计分别对原柱落地方案、中部斜柱方案、桁架转换方案和八柱方案进行初期比选及业主决策，针对中部斜柱方案和八柱方案进行了深入比选。最后确定采用外框随形八柱的框-筒结构方案，结合双向密肋楼盖的应用，主要优势包括完全避免转换，结构与建筑完美融合，建筑视野开阔，虽土建成本略有增加，但为业主创造了最佳的室内空间与景观视野，综合效益更优。为确保新型结构的安全，在抗震性能设计充分论证的基础上，进行了振动台试验研究，进一步验证结构在超大震作用下的抗震性能。

▲佛山城发中心优化的结构设计与建筑效果深度融合

▲平面变化示意图 (左）、标准层450mm高密肋楼盖示意图（右）

▲不同方案结构模型示意

数字技术应用推动了建筑形态空间创新、结构优化及幕墙技术的发展，也对复杂体型大型公共建筑工程提出了建筑、结构、幕墙一体化设计的要求，目前我主持结构设计的广州白云机场三期扩建工程就是这类型的工程。

广州新白云国际机场工程是充分体现我们院传承创新设计理念的国家重大建设工程，院首席总建筑师陈雄大师在1998年开始主持设计广州新白云国际机场航站楼工程，运用高效可持续的构型，建筑设计延续“云”的主题，建构一期二期“双子星”航站楼的完整形象，到三期以广州特色的“花开羊城、羊城花冠”为造型概念，打造便捷、高效、舒适、智慧及人性化的未来机场航站楼。

白云机场一期航站楼由陈宗弼、李桢章总工主持结构设计，主楼采用人字形组合柱和大截面混凝土柱支承大跨度管桁架及无檩式超大跨度箱型压型钢板结合的大跨度钢屋盖，获得了多项结构设计大奖；二期T2航站楼由陈星总工主持结构设计，大跨度钢结构屋盖采用实现自由屋面造型的V型钢柱和钢管混凝土柱支承的加肋网架结构，是目前世界上岩溶地区面积最大的航站楼，取得了丰硕的科技创新技术成果。

2020年开始设计的三期T3航站楼整体屋面现花瓣曲面造型，结构团队根据建筑造型及空间要求，采用了特色的花冠状分叉柱（花冠柱）和钢筋混凝土圆柱支承的预应力钢网架结构屋盖，穹顶玻璃天窗区域采用单层网壳+斜交桁架组合结构，结合主入口大跨度曲面单索幕墙设计，实现建筑、结构、幕墙一体化设计。

▲白云机场三期扩建工程效果图

▲T3航站楼内部空间效果

T3航站楼屋面采用钢结构，下部主体结构采用现浇混凝土框架结构，支承屋盖的花冠柱采用钢-混凝土组合结构。主楼结构平面通过设置抗震缝分为主楼A段及主楼B段两部分，位于主楼东西两侧的指廊则通过设置抗震缝各分为8段。地面±0.00m以上标高分缝，地面及以下不分缝。主楼屋盖钢结构分块区域东西向最大长度 488m，南北向长度 565m，属于超长结构，设计沿长向布置万向滑动支座和滑动阻尼支座以降低温度作用的影响。

▲T3航站楼结构分区示意图

▲T3航站楼钢结构屋盖模型

根据建筑形态特点，在花冠柱+四角锥网架的结构方案基础上采用花冠柱+张弦预应力网架的结构方案，根据屋面形态减小网架高度同时在下弦网架受拉处设置预应力索及撑杆，撑杆采用角锥撑杆，既解决了平面弧形走索时导致的撑杆平面外稳定问题，又提高了整个结构的刚度，降低施工张拉难度，并减少了用钢量。

▲大跨度网架预应力索布置示意图

▲大跨度预应力网架支承构件示意图

T3航站楼的花冠柱是营造“花开羊城”形象的重要构件，弯扭截面形态及受力模式复杂，结构设计采用了Midas及NIDA等多个计算分析软件进行了弹性屈曲、极限承载力及节点有限元分析。目前，花冠柱设计根据建筑形态优化及幕墙方案的调整正在进一步优化完善，也将开展花冠柱力学试验及多联振动台整体结构抗震性能试验，确保整体结构及新型构件的抗震安全性。

▲花冠柱建筑造型及三维模型

▲NIDA直接分析法花冠柱应力比

通过与建筑、结构的反复沟通，并经过充分论证，T3航站楼主楼南侧主入口采用单索玻璃幕墙系统，指廊采用吊杆玻璃幕墙系统。南侧单索幕墙拉索上下端分别支承于屋盖钢结构及主体混凝土结构，通过索幕墙模型与整体模型分析、玻璃翘曲分析及适应较大变形的节点设计，确保强风作用下大跨度曲面幕墙的安全。

▲主楼南侧主入口花冠柱及单索幕墙效果

▲弧面单索幕墙与主体结构一体化设计方案

佛山城发中心、广州新白云国际机场三期工程等的结构设计成果计划在《建筑结构》2022年21期（广东省院70周年专栏）中进行集中报道，敬请期待！

Q3：最近都有哪些思考？

关键词：未来融合

大家都在谈论结构专业的未来，结构工程是土木工程重要的二级学科，正如“土”和“木”两个字是嵌入在“未来”里的，土木工程应该面向未来融入未来，主动学习和融合数字技术，探索智能设计、智能建造。我们应该将数字技术、机器学习、人工智能和大数据技术的持续进步视作发展机遇，智能的抗震性能设计、构件优化、校对审图等软件可以显著提高设计效能，也能使我们从繁重的数据处理工作中解放出来，发挥设计人员独特的创新技能及协作能力，去构思解决更多更难的技术问题。结构工程师也不应局限于建筑结构设计，有机会多参与岩土工程及市政工程设计，多专业协同创新，结合数字技术的应用，在双碳时代推动绿色低碳建筑技术的发展。

前段时间，我们院成功举办了2022年度科技创新大会，适逢建院70周年，我们提出了跨领域跨专业协同探索未来城市建设的技术路线，而建筑结构将会为未来城市的韧性安全打造坚实的基础。为了适应时代发展的挑战，我们的结构团队也与时俱进成立了GDS结构创新工作室，希望通过前沿领域、跨专业的融合甚至跨界交流开展技术研究创新，开拓结构专业高端设计咨询业务。

▲GDS结构创新工作室团队在广州大学旧振动台试验室的留影

目前工作室成立还不到两年，在结构体系创新、智能高效的建造及跨行业的技术咨询等方面取得了一些成果。比如广州塔阿尔法探索乐园这个特殊的结构咨询项目，我们将建筑结构的设计思路融入游乐设施结构的设计中，主要采用抱箍及悬挂等复杂精细的设计及构造，避免对广州塔主体结构构件形成损伤，并运用建筑结构设计二道防线的设计理念优化设计，按国标和欧标的双重标准控制结构安全，真正实现了游乐设施“有惊无险”的效果。

除常规的计算分析外，在结构咨询时我们也越来越多地借助数字化技术，实现不同形式的结构参数化建模及结构优化分析，力求实现结构方案安全和经济适用的平衡；另外，基于拓扑优化技术与参数化工具，团队分析某研发大楼跨层大跨转换大梁的最优开洞部位及最优结构方案，为某大跨度自由曲面装饰表皮的空间网壳结构进行了最优化杆件布置等探索。结构创新发展的路还很长，数字技术赋予未来建筑无限可能，希望通过结构创新实现建筑创意，技术与艺术融合，成就更多优秀设计作品。

▲广州塔阿尔法探索乐园游乐项目结构咨询

▲某研发大楼双向跨层转换大梁拓扑优化

▲某大跨度自由曲面装饰表皮的空间网壳结构优化

Q4：最近一次（出国/出省）旅游/考察去哪儿了？

关键词：生活体验

行万里路，读万卷书，业余时间我比较喜欢旅游和户外运动。因为职业习惯，很多时候旅游和户外运动也离不开自己的专业，国外旅游会专门去探访一些著名经典的建筑或桥梁，以前跟旅游团时晚上自己打车去看，后来自由行后特别安排行程去参观。

疫情前最后的两次出国，一次是和太太去俄罗斯自由行，感受金秋美景，也不忘体验全球最深的地铁车站及探访欧洲在建的最高建筑。另一次是去太平洋岛国密克罗尼西亚，参加我院设计的中建科工建造的援建项目密克罗尼西亚联邦国家会议中心的项目开工仪式，我们考虑到太平洋岛国的气候特点及国内制作现场安装的要求，采用了高效节能绿色的钢结构设计。作为援建重点项目，原计划工期为12个月，完工后举办国际重要会议，我们再次参加竣工仪式，可惜疫情的原因未能如愿。

▲深夜探访卡拉特拉瓦设计的瓦伦西亚艺术科学城

▲塞维利亚大跨度木结构建筑“都市阳伞”留影

▲尚未完工时的卡拉特拉瓦设计的纽约世贸中心交通枢纽

▲专业人士视觉中的伦敦千禧桥

▲金秋的俄罗斯郊外

▲拍摄位于俄罗斯的欧洲最高建筑拉赫塔中心

▲密克罗尼西国家会议中心项目现场的热带海岛风光

由于疫情影响，这两年国外国内旅游都少了，目前业余主要是户外运动，最近较多的是到郊外徒步。

今年春天，根据疫情防控要求，非必要不离穗，我就选择周末一天到广州北部山区徒步，广州从化、增城、花都是广州空气环境质量最好的三个区，其中从化有着丰富的山地资源，可以挑战多座千米高山。徒步登高有个“累积爬升”的概念，路线一般是驴友探索出来的小路，虽然广州北部的山不算很高，但可能要连续翻越几个山头才能登顶，一次7、8个小时的徒步累积爬升的高度并不小。因此徒步登高其实是一个个期待、痛苦、突破及喜悦的过程，到最后虽然大汗淋漓、筋疲力尽，但登顶极目四望感受不一样的风光时，感觉所有的辛苦都是值得的，紧张的工作压力得到舒缓，继续投入到下一周的工作中，再期待下一次的攀登。

徒步登山“累并快乐着”的感受，用流行的说法就是“摆脱多巴胺，追逐内啡肽”的过程，感觉我们挑战特殊复杂项目的结构设计的过程很像——不走寻常路，通过解决一个个结构难题，完成挑战，总结提升，再迎接下一个挑战。现在看来，结构设计可能还是我最理想或最适合的工作，疫情后，争取能到更多的名山大川去徒步，也希望和团队一起完成更多的结构挑战。

▲徒步登顶开满杜鹃的山峰

作者简介

罗赤宇广东省建筑设计研究院有限公司副总经理、总工程师结构专业执行总工程师

《建筑结构》编委、教授级高级工程师，享受国务院政府特殊津贴专家，首届广东省工程勘察设计大师，中国建筑学会结构分会副主任委员，中国勘察设计协会结构分会常务理事、国家震后房屋建筑应急评估专家、广东省地震学会副理事长，全国五一劳动奖章、广州科技创新南山奖获得者。主持和参与完成了广州白云机场T3航站楼、广州报业文化中心、无限极广场、深圳机场卫星航站楼、沈阳金廊城市广场、保利商务中心、广东省博物馆、广州美术馆、广州汽车工业大厦、广州花城广场及中交南方总部基地项目等复杂超限结构的设计及技术研究工作，获省部级科学技术奖8项，获全国优秀工程勘察设计行业奖等全国设计奖20多项，省级设计奖二等奖以上50多项，主编或参编国家及地方标准11项，获授权专利10多项。

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责任编辑：吴定燕

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