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周福霖:一生宏愿为抗震

时间:2012-06-05 15:25:41  来源:澳门新匍京客户端下载  作者:

 

周福霖:工程抗震减震专家、教授、中国工程院院士

广州大学工程抗震研究中心主任

澳门新匍京客户端下载副理事长

国际隔震减震控制澳门新匍京手机app(ASSISI)副理事长

 

 

个人经历:

1939年出生于广东汕头;

1963年湖南大学土木工程系本科毕业;

1963年机械部第四设计院从事结构研究设计工作;

1983加拿大不列颠哥伦比亚大学结构工程应用科学硕士研究生毕业;

1986年华南建设学院西院(广州大学)任教授,曾担任系主任、副院长;

1990获建设部劳动模范称号;

1994年广州大学工程抗震研究中心,任主任;

1995年中国建筑澳门新匍京手机app抗震分会常务理事;

1995年减震控制科学技术委员会主任委员;

1996年被邀担任联合国工业发展组织(UNIDO) 隔震技术顾问;

2003年当选中国工程院院士;

2004年被选为澳门新匍京客户端下载副理事长;

2005年全国“五一”劳动奖章获得者;

2007年被选为国际隔震减震控制澳门新匍京手机app(ASSISI)副理事长。

 

  

 

 

 

——记中国工程院院士、广州大学工程抗震研究中心主任周福霖

 

地震是给人类造成最大威胁的自然灾害之一。据资料统计,自20世纪以来,世界各地就有100多万人在地震中丧失了生命。在科学技术发达的今天,地震仍被人们视为“洪水猛兽”。

在广州大学有一个工程抗震研究中心,这里是专门研究抗震减震新技术的地方,该中心的负责人周福霖院士曾在接受媒体采访时说“我们平常中说救人一命,意义已非同一般,如果我能全面推广有效而成熟的创新抗震技术,在地震灾害中拯救千千万万的人,那么我认为今生今世就值得了,抗震是我一生永不言弃的事业。”

这就是周福霖院士这位科研工作者的人生追求,一名抗震研究专家的独特情怀。

 

“唐山大地震,改变了我一生的研究方向”

      1976728凌晨,一场7.8级大地震突袭唐山,顷刻之间几乎把这座城市夷为平地。即使是在20多年后的今天,这场灾难仍然是人们心里一段可怕的记忆。在唐山大地震,周福霖有着一段难忘的经历。正是这段难忘的经历,改变了他一生的研究方向。

当时的周福霖是机械部第四设计院优秀青年工程师。1963年毕业于湖南大学土木工程系工民建专业的周福霖,被分配到机械部第四设计院从事一般建筑结构的研究工作。唐山大地震后第三天,周福霖作为设计院的代表奉命参加了中央赴灾区的调查团,当时他的女儿出生还不到3个月,但他没有向组织提出任何要求,毅然地随调查团奔赴灾区。

踏上灾区现场的那一刻,周福霖的心被紧紧地揪住了,好好的一座城市几乎成了废墟,路上摆满了尸体,整个城市满目疮痍。在接下来的两个多月里,周福霖在断壁残垣中展开了震害调查。为了全面掌握情况,他几乎跑遍整个灾区,甚至冒着余震时有发生的危险,辗转于瓦砾之中。有一次,为了拍摄一栋建筑物受破坏的照片,他爬到残缺的楼房上面,突然,余震发生了,情急之中只好紧紧抱住一根柱子,好在余震很快过去,他总算靠着这根柱子保住了自己的性命。回想当年这一幕,他坦言,赴灾区之前,自己也是挺担心的,但到了灾区后,目睹了现场的惨状,对个人生死的认识就与过去不一样了。

尽管这次调查工作进行得很艰苦,但天道酬勤。在一次调查中,他无意中发现24层高的砖结构民宅没有倒塌,而是沿着地基以下的油毡防潮层滑动了40多公分。看到这一情景,周福霖的脑海刹那间闪过一个念头:“如果能建造这样在地面上可以滑动的房子,就能确保在地震中免受灾难性的破坏了。”

如果说这次偶然的想法还只是一个灵感的话,那么随后面对灾区民众的责问时,这一念头就在他的心底化为一种强烈的使命感。有一次开座谈会,灾民们当面指着调查团的人员责问:为什么地震到来之前没有一点消息,为什么地震一来房屋都倒塌了。你们这些工程师到底是干什么的?周福霖说,听到这些话时,自己真的感到很惭愧。

 这次经历使周福霖更加坚定了建造在地震中确保安全的房屋的信念。在这一信念的推动下,他开始踏上对工程结构抗震新技术的上下求索之路。
  
若干年后,已是抗震研究专家的周福霖提起唐山大地震时仍然说“是唐山大地震改变了我的一生。此后,我就开始投身到抗震这一研究方向的探索之中了。”

 

“赴加留学后回国效力,因为我的根在中国”

 山大地震结束后不久,“四人帮”倒台,中国人民结束了“文革”十年浩劫的恶梦,开始迎来科学和教育的春天。

结束灾区调查任务回到设计院后,周福霖在完成设计任务之余,开始思索工程抗震研究的课题。他走遍北京的各大图书馆,查阅了各种地震工程研究资料,发现国外已有一些学者进行有关房屋隔震的研究。1977年,在全国抗震工作会议上,周福霖根据唐山大地震的考察体会和自己的研究,结合国外的研究趋势,大胆地提出了结构消能减震的理论构思,这在国内是相当早的。

1981年,周福霖的结构抗震研究生涯迎来一次重大改变。经过选拔,他以优异成绩入选全国公派出国留学行列,获准赴加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学学习,导师是当时在国际工程抗震研究界赫赫有名的教授、国际地震工程澳门新匍京手机app主席。

留学生活很拮据,国家提供的每月400美元的生活费,住房花了180、吃饭控制在100,还要支付学费等其他费用,有时想去麦当劳喝杯可乐摸摸口袋都不敢进去,等到超市大降价时才去买些便宜食品。导师知道了周福霖的状况后,当即表示每月支付他800美元的奖学金,但是国内每月400元的补贴就取消了。

尽管留学生活很艰苦,但并没有影响周福霖的学习。留学的3年时间里,在导师的支持下,周福霖承担了加拿大联邦科学基金项目“结构隔震与消能减震控制”的研究工作,先后完成了多种抗震减震结构构件低周疲劳破坏试验、大比例隔震结构模型振动台试验、新型抗震减震结构体系实验等多项试验研究和理论研究任务,这些研究后来集合成“房屋隔震消能新技术”的理论。在此基础上,他又创立了“房屋减震控制新体系”,包括房屋减震新概念、新理论和新设计方法。1988年,在日本东京召开的第九届世界地震工作会议上,当他公开提出这些理论体系和研究方法时,引起了与会学者的广泛关注。

我国著名地震工程研究专家、科学院院士胡聿贤1983年到加拿大参加国际会议时曾与周福霖有过交流。1997年,胡聿贤院士在为周福霖的专著所作的序言里谈起对他的印象时说:“近20年来,周福霖孜孜不倦、锲而不舍地为创立、完善和发展工程结构减震控制这个崭新的结构领域进行了开创性的工作,为创立和发展工程结构减震控制新体系、新理论和新技术做出了杰出的贡献。如此系统性地研究应用这一新技术,在我国为第一人。”

在加拿大完成硕士学位后,周福霖将面临一次新的选择。

研究生毕业的周福霖可以申请移民加拿大,鉴于他的研究能力及已取得的成果,导师希望他留下来继续攻读博士学位或在研究所工作,而旅居加拿大的父母和亲友也极力挽留他,已留在加拿大的朋友还提醒他:“你回国去,如果再来一个文化大革命怎么办?”

不过周福霖有他自己的思维方式,虽然在加国有待遇很好的工作,也有很优越的生活条件,可加国永远都不是自己的地方,自己的根不在那里。物质固然重要,但精神更重要,人不能一辈子只为了赚钱。从小戴着红领巾长大的周福霖特别想家,想起在唐山时立下的心愿,想起经历浩劫后百业待兴的国家,想起这几年为支持自己做出很大牺牲的妻子及儿女,他最后还是选择了回国。

1984年,周福霖回到了阔别已久的祖国和亲人当中。他说:“国外的条件不管有多优厚,我也会回国效力,因为我的根在中国!”

 

“建造在地震中不倒的房屋”

 1986年,已任机械部第四设计院副总工程师的周福霖,再次面临新的选择。

广州、汕头和深圳等几个城市都开办大学,广招人才。他们不约而同地向远在北方的周福霖发出了邀请。但是周福霖最终选择了广州,他笑称,自己是被广州市的盛情所打动。“当时,广州市建委正在筹建广州城市建设学院。当时的建委主任司徒戎生亲自给我写了封信,邀请我来广州工作。”其实,以周福霖的经历及工作经验,他当时回到广州时还有很多的单位可供选择,当市人事部门询问他的想法时,他还是选择到高校做教学工作。

于是,周福霖进入了名不见经传的广州城市建设学院(即后来的华南建设学院西院),这是一个刚刚从广州市城建职工大学的基础上筹建而成的规模很小的高校。他说:“单位小其实关系不大,重要的是要能干事业。我主要想做学问,将这些年来的研究好好总结,小单位可能更有利于集中精力做自己的研究。”

 随后的日子里,周福霖一头扎进教学和研究之中。尽管当时学院刚筹建不久,师资紧缺,教学任务十分繁重,但周福霖始终没有放松自己的学术研究,他希望能借助广东地区的经济建设优势,探索创立适合我国国情的工程结构抗震新技术。他说:“我要建造在地震中不倒的房屋!”

1989年,周福霖获得了主持承担由联合国工发组织和中国自然科学基金资助的隔震科研项目,联合国工业发展组织希望他在中国建立一个隔震体系试点,然后向第三世界推广。经过近4年的试验研究和奔走协调,于1993年在汕头市主持设计建成我国首栋采用夹层橡胶垫的多层隔震住宅(8层),它也是当年世界上最高最大的隔震住宅楼。1994年,联合国工发组织在汕头召开了有18个国家、120名专家参加的国际会议,对该项目进行现场示范介绍。联合国的代表对此项目给予很高的评价:“汕头多层隔震房屋是把隔震技术用于量大面广的住宅房屋的最成功范例,它是世界隔震技术发展的第三个里程碑。” 该项目后来被国务院发展研究中心评为“中华之最”。1994年,台湾海峡发生一次7.3级的地震。地震也波及汕头地区,在同地段的传统结构房屋发生剧烈晃动的情况下,该隔震房屋里面的人却毫无震感,这在当地引起强烈反响。

这是世界上第一次将隔震技术使用在民房上,周福霖成功地建造了在地震中不倒的房屋。

 

“研究的抗震技术主要有三大创新”

1994年底,在时任广州市副市长兼华南建设学院院长戴治国的直接支持下,周福霖负责在华南建设学院西院建立华南地区唯一的工程抗震研究中心,引进了具有世界先进水平的美国MTS公司生产的三项六自由度模拟地震振动台。

 依托研究中心的科研队伍和振动台的先进设备,周福霖研究出了几大工程结构减震控制技术。

工程结构减震控制,是工程结构抗震抗风的一个新领域,包括隔震、消能、控制(含被动控制、主动控制、混合控制等)。不是采用加大截面加大配筋的传统抗震方法来提高结构的抗震抗风能力,而是通过调整结构动力特性的途径,大大减小了结构在地震(或强风)中的振动反应,从而保护结构以及结构内部的物件不受任何损坏。这是一种采用新概念、新机理的新技术。在很多情况下,更加安全和经济,为工程结构的地震防护提供了一条崭新的途径。

周福霖院士研究的工程结构减震控制主要有三大创新技术:

一、隔震

隔震是指在结构物底部与基础面之间设置某种隔震装置而形成的结构体系,通俗地说,就是在建筑物下面做一个柔软层,地震来临时能起到以柔克刚的效果,由传统的硬抗转成了软抗。除了建成汕头第一幢隔震建筑外,1994年在云南大理市建成第二幢隔震建筑,并在19951024云南武定6.5级地震中经受考验。地震发生时,传统抗震房屋激烈晃动,屋里的人站立不稳,桌上杯瓶跳动,悬挂物摇摆,人们惊慌失措,但隔震房屋里的人却几乎没有震感,震后才听说外面发生了地震。

到目前为止,周福霖院士的隔震、减震技术成果在国内的广东、北京、云南、陕西、山西、新疆等16个省、市、自治区得以大力推广应用,主持完成了600多个项目的隔震设计任务,为构筑适合我国国情的“多层房屋隔震技术”理论和应用体系做出了巨大的贡献。

二、消能

     地震发生时地面震动引起建筑物震动反应,地面地震的能量向建筑物输入,建筑物必然要进行能量转换或消耗才能最后终止震动反应。消能减震体系就是把建筑物的某些非承重部份(如支撑、剪力墙等)设计成消能杆件,或在建筑物的某部位装设消能装置。

在地震来临时,80%的能量会被消耗,不会损坏建筑物,这种消能减震技术适用于高层结构。1979年,周福霖在洛阳主持建成了全国第一个消能厂房。

     三、控制(主动控制和被动控制)

利用外部能源,在结构物受振动过程中,瞬时施加控制力或瞬时改变结构的动力特性,以迅速衰减和控制结构震动反应的一种减震技术。世界最高的广州新电视塔应用了此项新技术。

    在周福霖院士的带领下,近10年来,广州大学抗震研究中心在华南地区异军突起,创造了多项国内“第一”:除上述汕头项目外,还主编我国第一部《叠层橡胶支座隔震技术规程》;主持在广州大学广园校区女生宿舍楼建成广州市第一栋隔震房屋;主持在南疆铁路建成了全国第一座隔震铁路桥(新疆布谷孜大桥);在河北石家庄建成了全国第一座隔震公路桥;主持了世界平台面积最大且是首个位于地铁上盖的隔震楼群,该建筑群共有50幢,48万平方米,原6层的建筑在隔震后增至9层,共增加了10万平方米,为投资方增加了8亿元的产值;主持的新疆隔震建筑群,共有36幢,13万平方米,是目前世界上地面面积最大的隔震建筑群。

2003年抗震研究中心经过严格评审,成为“广东省地震工程与应用重点实验室”,为广州大学建设省重点实验室实现了零的突破。2005年成为教育部重点实验室,2007年已获批准科技部国家重点实验室立项建设。周福霖教授先后荣获广东省有突出贡献专家、广东省优秀教师、广东省五一劳动奖章、全国五一劳动奖章、建设部劳动模范等荣誉,获国务院政府特殊津贴。

 

“一旦认定方向,就要锲而不舍”

    1986年以来,周福霖教授在广园校区这块小小的天地里深深地扎下了根,从筹建中的广州城市建设学院到华南建设学院西院再到合并后的广州大学,周福霖教授的行政职务由系主任副院长抗震中心主任。

面对繁忙的行政领导工作,周福霖教授有他自己独特的一套处理方法,他说:“我是一个科研技术人员,走上行政领导岗位后,我的技术根基不能丢。”周福霖教授说在其位就要谋其政,为了既要做好行政领导工作,又能兼顾自己的科研技术,他将自己的作息时间作了调整,白天抓行政,晚上钻科研;星期一至五做行政,周末做科研;平时以行政工作为主,寒暑假以科研工作为主。

在工作方法上,周福霖教授尽量将行政工作划分给下属去做,自己抓主要重要工作,想尽办法减少应酬,能不去的应酬尽量不去。对于一些国内外的学术研讨会又想尽办法地安排时间参加。

认识周福霖教授的人都会有同感,那就是从广州大学合并组建后,由于年龄原因退出院领导岗位,他在科研工作上更加投入了。虽已60多岁,看起来还是劲头十足,精力充沛。抗震研究中心的每一个科研项目里,都有他和年轻科研人员一起忙碌的身影。对于凝聚了自己10多年心血的这个集体,他寄予了厚望:“我们的目标是力争在未来的几年中,使中心总体上达到国内同类实验室的先进水平,在结构隔震与减震技术研究和开发方面达到国际先进水平。大力推动中心的科研团队建设,使其成为一支高水平、有特色的队伍,使年轻科研人员脱颖而出,挑起重任。”

无论校内外的形势如何变化,周福霖教授都一直心态平和地做学问,尽管一直以来都有不少单位力邀他的加盟,包括国外的机构。谈起这一话题,他的解释虽然较为轻松却可以给年轻学者许多启示:“一个有抱负的知识分子,要能够正确把握自己的人生方向,不能‘常立志’而要‘立常志’,一旦认定方向,就要锲而不舍,不能过于计较得失,看重眼前利益。”

        2003年,周福霖教授当选中国工程院院士,成为广州大学第一位本校当选的院士,这既是对周福霖教授学术成就和学术风范的充分肯定,也是对其“为老百姓建造在地震中确保安全的房屋”的追求的高度评价。

咬定青山不放松!正是他认定将抗震当作他一生事业这一方向后,凭着一种锲而不舍的精神,在我国抗震这座崎岖险峻的山脉中走出了一条成功之路。

 

“做人、做事、做学问的准则”

1939年,周福霖出生于一个华侨知识分子家庭,小时候的周福霖就有了创新的欲望,组装收音机、自做鸟笼,喜欢下象棋,当时由他发明的一种海军棋在同学们当中还挺流行,他能将玫瑰花和茉莉花接种,开出一种玫瑰花形茉莉花香味的花。

周福霖的父母和他的另外几位兄弟姐妹均在国外,只有他和两位兄姐在国内。1959年,已经在湖南大学读二年级的他,获准到香港与父母亲会见。当时,国内正是经济开始困难的时期。父母有意让他在香港留下来,再给他办理去国外读书的手续。但是,周福霖没有答应,他最终还是回到了国内。直到后来在加拿大留学时,他依然没能满足父母的意愿,认定了自己的选择。

作为儿子,周福霖在这当中确实有他的很多遗憾。但为了自己的信念,虽然他作出了比常人更大的牺牲,但他并没有因此而后悔,面对国外的高薪工作、优越的生活条件,他能坦然面对,做出适合自己的选择。

1998年,由周福霖主持并有多名人员参与的科研项目《中国多层房屋隔震技术应用研究》项目荣获建设部科技进步一等奖,周福霖排名第一。后来,建设部建议将这个项目和其他项目合并之后一起申报国家科技进步奖。在商定很敏感的排名问题时,华建西院人员提出周福霖排在第一名,但其他单位的有关人员也要求排在前面,因此有些争议。当负责协商的人员打电话回来汇报时,周福霖很爽快地回答:算了吧,不要争了,我愿意排第三。联合申报的项目最后获得国家科技进步二等奖,周福霖排名第三。

关于这次评比,参与2003年中国工程院院士评选投票工作的一名院士在来广州大学访问时,讲到了一段评选小插曲:在审核周福霖的参评材料时,有评委提出对他在上述获奖项目中排名第三的疑问,经过了解此次评奖情况的院士解释,其他评委不但没有因此对周福霖的科研成果有什么异议,反而对其甘于让位的学术品德表示赞赏。周福霖真的没想到这次甘愿当第三的平常反应,日后会在另一个关键场合产生意想不到的影响。但细想起来,这当中其实也有必然的因素,因为那是对一个学者淡泊之心、淡泊之风的最大肯定。

周福霖院士给人的印象很朴素,衣着普通,生活很有规律。每天早上坚持打太极拳,从不间断,这样有规律劳逸结合的简朴生活,使他能够精力充沛地投入到工作中。

在做人、做事、做学问上,周福霖都有他自己的准则,他说:“要凭着良心做人,能宽容别人的缺点,能与人团结,同甘共苦,要做个守信用的人;做事要踏实认真,实事求是,不吹牛夸大,事情做到10分不能说成12分,应该说成89分,留点余地;做学问要持之以衡,认定一个方向后就要锲而不舍,同时还要勤奋,勤能补掘,要有团队精神,任何一个科研成果功劳不只是某一个人的,是团体的力量。”

“真诚守信、务实求真、锲而不舍”是周福霖院士的座右铭,也是他的人生准则。

 

“展望未来,全面推广抗震新技术”

当选为工程院院士后,面对荣誉,周福霖院士更加看重的是这次当选对于推广研究成果及促进抗震研究中心发展的意义。据他介绍,由于防灾意识、科研观念更新等原因的制约,目前,我国工程抗震新技术的推广应用水平还落后于日本等国家。他希望能借助各种影响,加大力度地推进隔震、减震及消能等新技术在工程实践中的广泛应用,特别是促进“多层房屋隔震技术”在民用建筑中的全面实施,并努力开拓新路,推进这一技术在文物保护、新型工业产品及生命线工程等的应用尝试。“当然,这方面更多的还是要依靠政府和社会的力量,特别是加大防震意识的宣传,加快防震减灾的立法补充等。”

为了全面推广抗震新技术,周福霖院士在国内外的学术交流会上举办了多次抗震讲座,做为澳门新匍京客户端下载的副理事长,周福霖以澳门新匍京手机app为平台,举办了多次结构技术、抗震讲座进行技术推广。他说澳门新匍京手机app是一个很好的推广平台,以后的相关活动将与澳门新匍京手机app联办,既能推广抗震技术,还能扩大澳门新匍京手机app影响。

目前我国已采用抗震新技术的房屋仅有六七百幢,虽然国家已出台了抗震规范,但在我国建筑设计程序中还没有融入抗震新技术,周福霖院士说他准备与广东省建筑设计院联合,在广厦设计软件中加入抗震技术,将抗震技术实行智能化推广,这一规划又将是全国首创。

即便千日无震,不可一日不防,如果能够全面应用抗震技术,周福霖院士描绘出了一个理想境界:若干年后,人类将不再惧怕地震,当地震来临时,所有的房子都象停泊在水里的船,飘动几下后就没事了,地震将会象一场暴雨那样平凡而不可怕。这也许就是周福霖院士这位抗震专家心目中的最大目标。

 

撰稿:柯梅丽

修改:张美薇、刘联伟

审定:陈之泉、王