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中國工程院院士、同濟大學教授呂西林40多年扎根結構抗震理論研究——

幫高層建筑“扎穩馬步”(弘揚科學家精神)

本報記者 黃曉慧
2026年01月23日08:47 | 來源:人民網-人民日報222
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  呂西林(中)帶領團隊設計抗震方案。

  呂西林(右三)在工程現場指導學生。
  以上圖片均為同濟大學提供

  人物小傳

  呂西林,1955年生,陝西岐山人,中國工程院院士、同濟大學教授、建筑結構抗震專家。呂西林專注構建高層建筑面向性能化和可恢復功能的抗震理論與方法,主持完成國內50余棟復雜高層建筑的抗震研究工作,研發多種消能減震裝置與控制技術,成果應用於多個重大工程。他曾獲國家科技進步獎二等獎3項、省部級一等獎10項、何梁何利基金科學與技術進步獎及2024年度上海市科技功臣獎等。

  

  “設立教育基金是我多年的心願,希望為學校年輕人的培養作一點貢獻。”日前,中國工程院院士、同濟大學教授呂西林將所獲的2024年度上海市科技功臣獎獎金全部捐贈,用於激勵土木工程學科青年一代,在防災減災、智能建造等領域作出創新性貢獻。

  這是呂西林持續40多年潛心研究的領域。由他主持的同濟大學地震模擬振動台常年都在繁忙試驗,上海中心大廈、重慶來福士廣場等50余棟地標性高層建筑都曾在這裡進行過抗震模擬試驗。“我們的工作就是幫高層建筑‘扎穩馬步’,為它們量身設計穩固的‘底盤’、強健的‘筋骨’。”呂西林說。

  “應用所學知識,為高層建筑‘強筋健骨’”

  研究抗震的想法,源自呂西林對大地震的親身體驗。1976年唐山大地震發生時,呂西林就讀的西安冶金建筑學院震感明顯,呂西林與老師同學在學校操場上搭棚子,度過了幾個不眠之夜。“為什麼房子會倒?能不能讓它不倒?”那時候,這個疑問便在呂西林心裡扎了根,也促使他報考同濟大學結構理論研究所攻讀碩士和博士學位。

  1984年,呂西林博士畢業,成為同濟大學獨立培養的首位結構工程博士。為了更多接觸領域前沿,呂西林留校任教后,又赴海外進修,專攻高層建筑抗震研究。學成歸來的呂西林趕上了上海浦東開發熱潮。“能有機會應用所學知識,為高層建筑‘強筋健骨’,我非常興奮。”呂西林回憶說。

  2008年,上海中心大廈建設單位開始組織設計招標,同濟大學建筑設計研究院與外方中標,呂西林率先提出,應當設法解決超高層建筑遇到大風和地震的搖晃風險問題,並提議在大樓屋頂設置電渦流阻尼器。為找到合適的阻尼器重量,呂西林帶領團隊成員一遍遍地做模擬分析和試驗,將阻尼器的重量從1400噸調整到1000噸,有效減輕大樓在特殊天氣環境下可能產生的搖晃感。時至今日,重達千噸的“鎮樓神器”依然讓這座632米的高樓在狂風暴雨中屹立如鬆。

  上海中心大廈阻尼器的創新設計,是國際上首次將電渦流阻尼器用於超高層建筑的抗風控制,也讓更多人了解到高層建筑抗風和抗震的重要性。

  2010年,重慶來福士廣場的設計圖紙被遞到呂西林案頭,建筑設計建設高度達350米。“重慶天氣炎熱,建筑內部的空調溫度較低。冷熱交替下,大樓混凝土結構容易因熱脹冷縮出現裂縫。”呂西林介紹,傳統加強方式是將建筑的梁和柱加粗,這麼做不僅工期長、成本高,而且會影響房屋實際投入使用的面積。結合大廈實地環境,呂西林團隊給出了“滑動支座+黏滯阻尼器”的結構隔震方案。“滑動支座+黏滯阻尼器”安裝於塔樓頂部與連廊之間,通過這個裝置,地震發生時即使支座搖動,上面的建筑體也能保持不動。如此一來,既大大提高了建筑的抗震能力,還節約了大量工程時間。如今,這一靈活的組合式隔震減振系統已成功應用於國內外10多項建筑工程中。

  “抗震研究不僅是科學問題,更真切關乎著人們的生命”

  2008年,汶川大地震發生后的第四天,住房和城鄉建設部派出同濟大學“房屋應急評估專家組”奔赴抗震救災第一線,呂西林擔任領隊。5天內,專家們馬不停蹄,先后在四川廣元、青川、蒼溪等地完成了223棟房屋的評估。

  受災嚴重的青川縣城,余震不斷。不少房屋樓體上布滿密密麻麻的裂縫,連磚頭都露了出來,評估過程中,周圍群眾都為這些專家捏把汗。

  呂西林憑借豐富的專業經驗,和同濟大學的幾位專家一層層“掃樓”,最后評估結果認定,除67棟房屋需立即拆除外,其余大部分可以入住。“許多在外露宿的群眾可以回家了!”大家都鬆了一口氣。此后,呂西林十幾次率隊奔赴災區,足跡遍及四川都江堰、青川、廣元、蒼溪及陝西寶雞等地,完成災區大量建筑物的抗震鑒定。

  “大地震讓我明白,抗震研究不僅是科學問題,更真切關乎著人們的生命。”呂西林說。

  學術上,但凡涉及建筑結構安全問題,總會看到呂西林骨子裡的堅持。有一次,他被邀請參加一個工程的專家評審會,面對邀請單位准備好的論証材料,呂西林認真研判,發現了設計中的不合理之處,當即提出不同意見和改進方案,“我來是給工程質量把關的,必須認真負責,不能只是抱著走過場的心態。”呂西林說。正如他經常對學生們說的:“抗震防災事關人命,我們要有奉獻精神,更要有使命感和責任心。”

  “只要地震不消失,我們的研究就不會停止”

  “在中國,高層建筑、連片建筑層出不窮,單體建筑就像一個個孤立的細胞,隻研究單個細胞,難以掌握全部狀況,要研究整個建筑群的抗震響應。科技發展日新月異,我們要不斷學習,適應新的變化。”呂西林說。

  蓬勃的創新熱情引領著呂西林在學術道路上持續開拓進取。

  呂西林的創新理念也影響著整個實驗室的成員。去年,團隊成員、同濟大學土木工程學院教授周穎研發的“建筑群地震響應AI大模型”成為學術界討論的熱點——通過融合建筑物理特性與深度學習,短時間內即可預測21層高樓的地震響應,相當於給建筑群裝上“神經系統”。2025年7月,這個AI大模型亮相世界人工智能大會。

  2025年,上海張園7500噸重的石庫門建筑群實現整體“搬家”,呂西林團隊研發的“步進式移位”發明專利及相關技術成果在其中大顯身手。此前,上海音樂廳和上海玉佛寺大雄寶殿等歷史建筑的移位改造,也都離不開呂西林及其團隊提供的技術支撐。

  同濟大學結構防災減災工程系教授蔣歡軍在呂西林身邊學習工作了30年,他感觸最深的是呂西林身上不竭的學習勁頭和創新活力:“呂老師常對我們說,隨著新材料和新結構的出現,現有的技術標准未必適用,不要盲從標准,更不要受現有結構抗震技術的束縛。”

  有人問呂西林,這一輩子隻做抗震研究,會不會覺得單調?他搖搖頭:“只要地震不消失,我們的研究就不會停止。只要還有一棟房子可能在地震中倒塌,我們的工作就沒做完。”

  從唐山到汶川,從居民樓到聳入雲端的高樓大廈,呂西林用一生踐行著一個信念——讓建筑“震不倒”,讓人們在安全牢靠的房子裡幸福地生活。

  《 人民日報 》( 2026年01月23日 06 版)

(責編:郝孟佳、李昉)

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