鋼鐵脊樑陳紹蕃:鑄魂育人立豐碑

鳥巢、央視大樓、廣州“小蠻腰”等諸多鋼結構建築在各個城市已經成為地標。經過多年的發展,我國已成為全球鋼結構用量最大、製造施工能力最強、產業規模第一、企業規模第一的鋼結構大國。

今天介紹的科學家就與我國鋼結構發展相關,他就是我國著名結構工程專家和教育家,我國鋼結構事業的開拓者,西安建築科技大學資深教授——陳紹蕃

鋼鐵脊樑陳紹蕃:鑄魂育人立豐碑

陳紹蕃

他曾承擔我國《鋼結構設計規範》的起草和歷次修訂工作;他培養過我國第一批鋼結構領域的碩士研究生;他所編寫的《鋼結構設計原理》先後被評為建設部優秀教材一等獎、“九五”國家重點教材,入選國家100本研究生優秀教材,並多次再版。

從無到有,填補我國鋼結構設計規範的空白

鋼結構建築是由型鋼和鋼板等製成的鋼樑、鋼柱、鋼桁架為主要構件組成的建築結構,各構件或部件之間通常採用焊縫、螺栓或鉚釘連接。

國外的鋼結構建築早在20世紀50年代就取得了較大的進展,例如舉世聞名的埃菲爾鐵塔,建造於1889年;日本的東京鐵塔建造於1958年,然而我國的鋼結構建築起步卻很晚。

鋼鐵脊樑陳紹蕃:鑄魂育人立豐碑

20世紀70年代初,因為技術原因限制,我國的鋼結構建築落後於發達國家,而鋼結構建築的需求卻日益劇增,但我國此時甚至連屬於自己的鋼結構設計規範都尚未建立。沒有規範,建造大型鋼結構建築便沒有能夠遵循的技術指導文件,無法開展大規模建設。

國家下定決心填補這一領域的空白,從科研單位和高等學校抽調人員完全脫離本職工作,專心從事規範課題研究。西安冶金建築學院(現西安建築科技大學)便是在這時接到了國家下達的科研任務,承擔我國第一部鋼結構設計規範壓桿部分的編制,陳紹蕃從此開始參加制定我國《鋼結構設計規範》(TJl7-74)。

對於參加這項工作,陳紹蕃的內心是激動的,他知道很多歐洲小國都有自己的設計規範,而我國卻沒有自己的鋼結構規範,這與大國地位不符。

規範編制需要有可靠的數據支持,為了獲得數據,陳紹蕃進行了大量的試驗。

僅為確定軸心壓桿的穩定係數,他就做了107根壓桿試件的試驗。對受彎構件、壓彎構件(包括平面內失穩和平面外失穩)、格構式杆件和單面連接的單角鋼等也都進行了試驗。理論分析和試驗工作齊頭並進,獲得了相當喜人的成果。

在此期間,陳紹蕃不但成為學術研究的帶頭人,還擔負起難度最大的“壓彎構件彈塑彎扭屈曲”題目的研究。除了檢索大量國外文獻進行理論分析和計算外,他還在條件艱苦的情況下根據我國鋼材性能與型鋼規格,和整個課題組成員一起進行了大量細緻的試件試驗。

陳紹蕃通過理論研究了大量實驗數據,終於找出了符合我國實際的軸心壓桿φ曲線和偏心壓桿平面內外的φp與φ1曲線。

這項研究成果不僅簡化了計算方式,在鋼材產量匱乏的年代,減少了鋼材的不必要浪費,填補了我國在該領域內的空白,與當時美國和日本規範的水平很接近,還為我國1974年頒行第一部自己的《鋼結構設計規範》(TJ17-74)做出了重要貢獻。該規範於1978年榮獲國家科學大會獎和國家計委“工程建設優秀國家標準規範獎”。

鋼鐵脊樑陳紹蕃:鑄魂育人立豐碑

《鋼結構設計規範》

經過幾年的努力,我國第一本正式的《鋼結構設計規範》在1974年問世,陳紹蕃覺得“它的制訂是一項從無到有的工程”。

這本規範雖然以原來借用的蘇聯規範為藍本,但編制組基於大量分析和試驗研究在主要內容上做了不少改進,糾正了蘇規的錯誤和不完善之處,並結合了我國的實際情況。

陳紹蕃對其成果頗為欣慰,他覺得:“這是我國鋼結構技術史上的一塊重要的里程碑。”

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2016年3月,陳紹蕃教授在家中書桌前

基於在鋼結構領域取得的學術成就,陳紹蕃被中國建築金屬結構協會鋼結構委員會授予“中國鋼結構事業的開拓者”的榮譽稱號。

出版《鋼結構》,結束全國無統一教材可用的窘境

解放後,一些高校雖開設了鋼結構課程,但課程內容卻大有差異,一部分是直接套用蘇聯譯作,另一部分則是教師根據自己的工程實踐經驗和掌握的外國研究資料來講授,造成同一主題的講授內容參差不齊。

1980年末,西安冶金建築學院、重慶建築工程學院等四院校合編《鋼結構》教科書並出版。這是新中國成立後的第一部《鋼結構》通用教材,結束了持續近30年全國無統一教材可用的狀態,而它的誕生就是在陳紹蕃的主導下完成的。

當時教科書採取統編方式,編撰成集後將在各大院校全面推廣,因此陳紹蕃倍感壓力。在他看來,這本教材既要反映70年代的科技水平,又要便於學生學習演練,因此每編寫一道習題,他都會考慮如何安排才能對理解和掌握教材有幫助、有啟發,力求達到“做一道題有一道題收穫”的效果。

由於這本教材是集四個院校、十餘名專家之力共同編寫的,因此把握好編著風格至關重要。陳紹蕃作為主編,對於其他學者的文字極為審慎,既帶著學習的態度認真閱讀,又擔負著保證和提高質量的責任,其中辛勞如他所說:該改的要改,但儘量做到不做大的改動就能解決問題,這也是頗費腦筋的事情。”

教材出版後,陳紹蕃還主動講了第一遍課,“以便了解書中還存在什麼問題,以及為如何使用這本書積累一點經驗。”

在編寫的關鍵時刻,年近花甲的陳紹蕃因腿部骨折住進了醫院。雖然飽受疼痛折磨,但他硬是堅持在資料包圍的病床上完成了所有工作。

《鋼結構》教科書於1992年12月被建設部評為優秀教材一等獎,它是全國眾多高校相關專業本科生鋼結構課程的首選,印刷數量始終保持全國鋼結構教材之冠。從1988年至2002年先後12次印刷,總印刷數量達到10萬餘冊。

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1995年,陳紹蕃教授在亞太地區鋼結構大會上作學術報告

從教學崗位上退下來以後,陳紹蕃並沒有閒下來享受自己退休之後的生活,而是開始尋找一些感興趣的研究方向繼續開展研究,並致力於將這些新發現納入到自己此前的著作中,對這些著作的再版進行內容增補。《鋼結構穩定設計指南》一書便是修訂的著作之一。2013年2月,他為這本書寫了三版的序言,這時他已94歲。

遞薪傳火,為我國鋼結構事業培養下一代接班人

1950年初,陳紹蕃結束在中國橋樑公司的任職之後接受了瀋陽工學院的邀請,成為瀋陽工學院的一名教師。鋼結構設計便是他主要講授的課程之一,但當時這門課程沒有現成的教材。

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陳紹蕃(20世紀40年代)

陳紹蕃曾在美國實習,實習期間他蒐集了很多美國的最新資料。參考這些資料,他自編了《鋼結構混凝土橋樑設計》教材,還將這些資料翻譯成中文發給學生作為講義。

建國伊始,國家剛剛從戰爭的陰霾中走出,能夠獲得美國最新資料難能可貴。他的辛勤付出也得到了回報,當時學校對陳紹蕃的調查評議中這樣寫道:“他是教師中評論最好的一個。”

1956年,陳紹蕃隨校西遷至西安建築工程學院。1982年,陳紹蕃被評為國務院第一批博士生導師。隨後,他招收了鋼結構研究方向的第一批博士生,分別為顧強、郭彥林、童根樹。對於這三名博士生,陳紹蕃傾其心力予以培養。

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陳紹蕃(中)指導研究生,右為童根樹,左為楊應華

他們有人成為“做出突出貢獻的中國博士學位獲得者”,其研究成果獲國家科技進步二等獎。

有人成為清華大學教授,參加深圳文化中心、新白雲國際機場主航站樓、深圳國際會展中心等多項國家大型工程建設,並獲得多項金獎。

有人用熱力學的公式來計算鋼結構加熱冷卻後的應力變化,其成果獲得國家科技進步二等獎。

對於學生的研究成果和所獲榮譽,他說:“文章是他們自己寫的,我做的工作也不及他們多,這是實事求是。”

在陳紹蕃看來,這三個學生是對他的教學工作的考驗,而他認為自己還算是一個合格的博士生導師。

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陳紹蕃正在上課

1986年9月,因為在孜孜不倦的教書育人和在教材編寫方面的特殊貢獻,陳紹蕃被國家教委和中國教育工會評選為全國教育系統勞動模範,並授予人民教師獎章。同年,他榮獲全國教育系統勞動模範稱號。

在教學與指導學生的過程中,陳紹蕃始終嚴以律己,寬以待人。據一位學生講,大概在1996年,陳紹蕃佈置的課程作業學生們有一次做得非常不好,陳紹蕃對大家不但沒有責備或是訓誡,反而在講臺上向學生們做了一個長篇的自責和反省,責備自己沒有嚴格要求學生。

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陳紹蕃向研究生授予學位

陳紹蕃80歲時,因為身體原因,在上課已經不方便的情況下,他還堅持讓學生去家裡將他攙扶至教室來為大家講課。

彌留之際,陳紹蕃還一直惦念要給學校做點貢獻,要為學生留下點什麼,於是他將所留書籍全部捐贈給學校,另捐贈了5萬元給圖書館。他還將公積金10萬元以及去世後的所有稿費捐贈,成立了陳紹蕃教育基金,資助眾多學子,為教育事業奉獻自己最後一份光和熱。

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1991年,陳紹蕃(右)參加全國人大會期間在人民大會堂留影

2018年5月,在陳紹蕃去世一年之後,“陳紹蕃教育基金”在“陳紹蕃先生誕辰100週年學術交流會”開幕式上正式啟動。先人雖去,風範長存!


陳紹蕃

(1919.2-2017.3)

結構工程專家

教育家

中國鋼結構事業的開拓者


高瑞龍、詹鵬超(西安建築科技大學黨委宣傳部)


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