张季超院士分享《建筑工程科技创新与实践》

广东科技报讯（记者 刘肖勇 实习生 刘瑞敏）9月24日，第117期珠江科学大讲堂在广东科学中心成功举办。本次讲座由广州市科技局主办，广东科学中心、羊城晚报社联合承办。广州大学教授、俄罗斯自然科学院外籍院士张季超带来《建筑工程科技创新与实践》科普讲座，详细讲述了通过吉尼斯世界纪录认证、获得世界“最大的科技馆/科学中心”称号的广东科学中心的建造过程、防震措施、绿色建筑技术以及建筑工程领域的前沿科技和创新实践。

攻克地基难题，稳固“科技航母”

古人盖房子往往采取自然材料，以草为瓦，以土为坯，这样的房子虽然不够坚固，但建造简单，而且房子达到了使用年限后，可以变成肥料回归大自然，非常环保。如今随着科技的飞速发展，人们已经可以通过技术建造出坚固且舒适的房子。张季超说，2023年全国住房和城乡建设工作会议提出要为人民群众建设“好房子”，这里的“好房子”就是绿色低碳、品质长久、环境宜居、具有新型全寿命周期的优质住宅。建造“好房子”，要经历规划设计、基础施工、主体结构施工、装饰收尾等流程，其中规划设计尤为重要，必须结合防灾减灾因素做好地质勘探、地基处理等事宜，才能开展智能施工；而基础施工又要了解、选择合适的地理条件；城市标志性场馆的建设还要加入外观的艺术设计，建造则更为复杂。

2003年初，广东省委、省政府决定建设国内一流、国际领先的大型科技场馆——广东科学中心。张季超表示，建筑建造必须对区域环境的背景和环境研究工程的情况进行认真考量，并针对场地工程的实际情况进行相应研究，针对该工程地的特性进行岩土工程方面的探讨，最后再认真思考如何得到最合适的地基处理方法。忽略地质勘探极有可能影响建筑稳定性，造成整体破坏、局部剪切破坏等问题，比萨斜塔日益倾斜就是地基两侧土质不同造成的。

广东科学中心选址于广州市的坐标位置，这里建造建筑有两个问题。第一是地势较低与周围不平。“万丈高楼平地起”，选址过去是片沼泽地，遍布荷花塘和烂泥池，且海拔仅有4米多高，较周边低了很多，不便大型建筑的地基处理。施工团队利用填土处理后，将该地点的海拔提升至8米多，创造了地基条件。第二是地质情况存在灾害风险。做地基处理一定要了解地势情况，张季超说。选址地基下有厚厚的淤泥，另外有一个断裂带，在地震时可能导致沙土液化，地面不仅会喷沙冒水，还会下沉塌陷，最终使房屋倾斜倒塌，这一现象在日本地震中最早发生。工程师提出用“强力夯实法”处理地基，在广东科学中心约1600平方米的实验区域，使重锤在高空自由落体，使得地面坚实平坦；又利用“太沙基固结理论”破解地下淤泥冒水的难题，最终完美解决了广东科学中心的地基处理问题，保障这艘木棉花形“科技航母”稳固如山。

首创隔震技术，保护人馆安全

广东科学中心的隔震减震措施具有开创性。地震是突发性、毁灭性的，房屋倒塌，桥梁破坏，繁荣美丽的城市会在霎时间变成废墟。广东科学中心的E区放置有一个全新的回收舱，是广东科学中心的“镇馆之宝”，决不能受到损坏。为使建筑更坚固，保护特定展区的安全和人民生命财产安全，广东科学中心采用了无统一的隔震技术，解决了抗震设计规范规定顶部要设置整体梁板结构问题，这一国内首创也被写入抗震规范。

为了达到环保要求，广东科学中心创建了一个以共享空间为核心的体系，利用自然风压、空气热差使建筑具有呼吸性能，促进自然通风；运用冰蓄冷技术把玻璃幕墙的效果改成了保温的金属幕墙，达到有效节电。此外，广东科学中心是一个格构式钢巨柱+跨层纵向主桁架+横向桁架的大跨巨型钢结构体系，耗钢量极大，但工程师采用了技术优化，实现了节能节材，从多方面实现了绿色低碳这一“好房子”要求。

张季超总结道，当前针对关键技术难题进行核心突破点的研究，已经形成了具有中国制造特色和知识产权的模块化一流装配整体式建筑关键技术，在建筑PLM平台（生命周期数字化管理平台）和高端制造业的理念加持下，实现了一模到底、无图建造，达到了真正意义上的数字建造。

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