访刘锡良

网格结构还将稳步发展——访著名空间结构与钢结构专家刘锡良

文／记者:陈泽建刊登媒体：《钢结构与建筑业》第一期采访时间：2001年9月

刘锡良教授 1928年生，河北省深县人，1955年清华大学钢结构研究生毕业，1982年赴德国做高级访问学者一年，现任天津大学博士生导师，钢结构研究室主任，兼任中国土木工程学学会理事、中国钢协、空间钢结构协会副理事长等。1958年参加了南京长江大桥设计，1962年在全国首先研究设计成功双曲抛物面马鞍形悬索屋盖结构并应用于天津大学体育馆，1966年发明创造焊接空心球节点，首次研制成功焊接空心球节点网架并用于天津市科委礼堂，有数十家企业、数千座工程及第十一届亚运会绝大部分场馆采用这项研究成果。1979年写出第一本《平板网架设计》专著，对推广网架结构起重大作用。共著书十余部，曾获国家级科技奖2项，发表论文近200篇，培养研究生近百名，指导开发三个空间结构设计软件，达到国际先进水平。1984年创立了网架公司实体，主持和设计施工近千座工程。

近年来，我国空间结构和钢结构发展迅速，尤其是网格结构发展速度奇快成绩喜人，这与刘锡良教授几十年不断的科研实践和教学所作出的突出贡献是分不开的。有人说，作为一代宗师，刘教授创立了中国的网架事业；作为学者，《平板网架设计》指导了几代网架设计研究人员；作为一个开拓者，年近古稀，又将金属拱型屋顶和攀达穹顶等前沿技术引进中国；作为一位教师，他桃李满天下。可以说，刘教授为我国的钢结构与空间结构事业作出不可估量的贡献。值刘教授执教五十周年之际，本刊记者采访了刘教授。

◇刘教授，我首先代表《钢结构与建筑业》编辑部对您执教五十周年表示热烈的祝贺。您已届松鹤之年，却依然活跃在钢结构与空间结构领域的第一线，可谓老骥伏枥，壮志不已，实在令人钦佩。在此，冒昧请您简单介绍一下您的执教、科研、生产生涯。

◆我执教50年，也可以说是从事钢结构教学、科研、生产的50年，50年从未一天间断接触钢结构，特别是后40年主要又搞空间钢结构。

我51年大学毕业后留校任助教后，又参加了院校合并建校工作，担任设计结构组长，负责设计全校教学楼、实验室、礼堂等,当时新校址一片稻田，无一间房屋。我又有幸设计了天津大学求实会堂的钢屋盖，当时是全市跨度最大的，参观的人络绎不绝，从设计、施工、制造，甚至跑材料我都亲自参与，当时还用的铆接，和老工人学了不少东西，后来又有幸送往哈尔滨工业大学、清华大学读钢结构研究生，这一来就更敲定了我一生搞钢结构的命运。研究生论文题目是高层钢结构，论文受到茅以升答辩主席、蔡方荫评阅人的高度评价。当时幻想在中国建盖大量高层钢结构，但受到国家节约钢材的政策限制，未能实现。这时在学校结合科学生产指导钢结构方面的毕业设计，如：输电线路线塔、无线电桅杆及电视塔等。1958年又派往武汉大桥局支援设计南京长江大桥上部钢桁架、三跨连续、十九次超静定、手摇计算机，当时任设计小组长。进入60年代结合天津体育学院，拟建盖一120m×180m悬索屋盖（后未建成），我带领学生搞毕业设计进行设计施工全面研究，搞了一个实验性建筑即现在天津大学健身房（24m×36m），屋盖为空间曲梁支承的双曲抛物面马鞍形悬索屋盖，当时为我国首次研究成功的。通过数年的技术积累，于1966年首先又研究成功焊接空心球节点网架，并用于天津科委礼堂，第十一届北京亚运会的绝大部分场馆都采用了这一科研成果。焊接空心球节点的出现对后来网架推广起重大作用。1979年又积累十余年研究和实践写出了全国第一本网架专著"平板网架设计"，更促进网架的发展。后来螺栓球节点网架也出现了，两种节点的网架在全国迅猛推广起来，建盖网架工程之多，面积之大，堪称"网架大国"。在这期间我帮助和扶持不少企业，后来许多都成了支柱企业。1984年我在天津大学又首创了我国高校教学、科研、生产三结合，设计、制造、施工三位一体的第一个网架公司实体，社会及经济效益都很好。

近年来我又率领大批博士生、硕士生、进行空间结构前沿课题的研究，如张拉整体体系，索穹顶、开合结构、折叠结构、玻璃结构及拱型波纹屋顶等，现正出版"现代空间结构"一书，就是总结这方面的研究成果，为2008年奥运会建盖一流场馆的技术做准备的。我还指导设计过许多大型空间钢结构工程，如首都机库、天津体育馆、天津科技馆等，还参加广州、深圳、厦门等数十个南方城市大型空间结构工程评审活动。几十年来作为主要编写人参加了钢结构设计及网架设计与施工两本规范工作，还主编了一本金属拱型波纹屋顶规范。近十年来还指导开发了三个空间结构的设计软件，通过鉴定均达到国际先进水平。曾获国家级科技奖两项。

◇刘教授，在这次庆贺您执教五十周年大会上，来了好多人，包括好几名院士在内的老中青三代科学家、专家学者都积极到会参与，由此可看出您的人格魅力和学术威望在现代结构领域影响深远，也由此可见"以德立教"对科学家的重要性。在此，您能否就做人与做学问这个话题来谈一谈呢？

◆天气炎热，大家工作都很忙，参加会议的人还这么多，来自全国设计、施工、科研、学术团体等许多部门很齐全，老中青都有，八位院士，数位80岁以上德高望众耄耋老专家。许多老朋友藉开会机会欢聚一堂，高兴之余，感受万千。来了这么多人，问我什么原因，我想了好久也说不好。有人把我的为人概括为八个字"与人为善、助人为乐"，也许跟这个有关吧。我还经常讲"得天下之英才而教育之，一乐也"、"青出于蓝，胜于蓝"、"有朋自远方来，不亦乐乎"等等，这可能也有关系吧。隆重的会场，丰盛的宴会，现代化的报告厅，阴雨天气还照了一张非常清晰的大张纪念照片，又拿到一本厚厚的论文集，大家都很高兴、满意，我也就睡着觉了。

◇刘教授，1984年您创建了我国高校第一个空间网架公司实体，把科研成果转化为生产力，走出了一条"产学研"的路子。当时，舆论环境并不支持学者办经济实体，并且当时也没有现成的经验可循，这可说是摸着石头过河。作为"产学研"道路的探索者与实践者，您有什么特别的感受和体会？

◆目前社会上提倡高等学校要走产、学、研的道路，实际上1984年我早已率先在高校成立了网架公司实体就是这个路子，就是教育、科研、生产三结合。当时确有些人议论这样会影响教学质量等等，通过近20年经验说明，这个路子是正确的，不但教学质量可以提高，多出科研成果，积累生产实际经验，培养大批研究生，而且创收可以补充学校经费不足，教师可获得奖金等等，好处是多方面的。我创办的这个经济实体至今已建有上千座工程，通过这个实体还培养了上百名研究生，写出200余篇论文，著书十余本，应当说在高校中这种产、学、研相结合的作法是不容怀疑的。

◇我国经济建设与文化建设的迅速发展直接促进了包括网架和网壳在内的空间网格结构的迅猛发展，尤其是网架方面，我国有"网架大国"之称。您作为我国空间结构事业的开拓者、实践者与一如既往的推广者，见证了网格结构在中国的兴起，您能否回顾一下网格结构的发展历史？

◆我国网格结构是60年代开始的，国外还要早。网格结构由于具有一系列独特优点，如空间受力，重点轻、造价低、抗震性能好等，在国家积极提倡节约钢材的政策下，网架独出一枝，发展很快，大小工厂企业如雨后春笋般的都成立起来了，再加上国家规范公布后，发展就更快了。由于我国网架设计、施工技术水平并不低于国外，再加以价格便宜很多，至今国外企业未进入我国市场，这也是值得自豪的。所谓我国有"网架大国"之称是指我国每年建设的工程数量是国外哪一个国家都无法比拟的。另外，我曾参加过数次国际会议，我国发表论文数量之多，常居世界之冠，有时仅少于东道主国家。网格结构尽管如此，但在新型空间结构方面与先进国家相比还有很大差距。我们应赶快迎头赶上，特别是2008年奥运会上，一定要达到一流水平。

◇尽管我国网格结构取得长足的发展，但还存在一些不足，比如存在质检与监理之间的脱节、市场的无序、管理的薄弱、设计制作水平低下、人员素质参差不齐等，您认为该如何加强这方面的工作。还有，由于网格结构的迅猛发展，在市场需求的拉动下，大量小型网架企业雨后春笋般地冒出来，良莠不齐，其中不少企业技术力量薄弱，生产设备和检测手段不够完备，工艺及施工方法落后，质量保证体系不健全，有的只有两三个人租一间房子，挂一个"网架公司"的牌子，采用各种手段拿到工程后就转手，如此种种，不一而足，对此，您认为应该如何加强这方面的管理？

◆这个问题目前状况非常严峻，如不及时扭转这种局面使其发展起来，人身财产安全都受到很大威胁。首先国家应该严格管理起来，加大资质管理力度，协会再配合做工作。企业间互相压价也是当前严重问题，价格太低，无利可赚，只有偷工减料，最后造成质量事故。还有，企业的工程款收不回来，国家也拿不出具体有效措施纠正这种现象。这个问题同样应赶快解决。总之，不彻底解决只会恶性循环，问题将愈演愈烈。

◇希望这个问题能够引起足够的重视。刘教授，由于其他结构，如膜结构、张拉整体结构、铝合金结构、各类杂交结构和轻钢结构等的逐步兴起，网格结构将面临激烈的竞争和严重的挑战。那么，网格结构能否保持其迅猛的发展势头，它的发展前景如何？

◆网格结构属于空间结构的一种，由于它具有独特优点，故推广得最广最快，近年来又出现一些新型的空间结构，各具有特色，有些地方优于网格结构，网格结构确实受到一些冲击，但各种结构都有各自最适合的应用范围，相信网格结构还一定会稳步地发展，不必担心被其它结构所代替。像杂交结构，它是由不同的结构组合起来，集各种结构的优点和长处于一身，可以更好地发挥各自优势，是一种比较理想也更经济的结构，应当有广阔的发展前景，但它也一样不可能完全代替得了其它形式的结构。

◇北京申奥成功，将会对我国网格结构及其他结构的发展产生什么影响？

◆北京申奥成功，无疑对空间结构的发展是一很大的促进，特别是促使研究更新型式的空间结构，因为奥运会使用的场馆代表着一个国家的建筑技术水平，从历届奥运会可以看出场馆使用的屋盖结构都在不断地更新，膜结构、索膜结构、张拉整体、索穹顶结构、大型网壳结构以及攀达穹顶技术等等新技术都是从奥运会场馆开始的，1996年奥运会的美国亚特兰大体育馆索穹顶（192m×240m）就是一突出实例。

◇随着空间结构的发展，近年来，出现了一些新成员，像索穹顶这种结构在国外方兴未艾，在国内据说其理论已基本掌握，只是尚未在实际工程中应用，您能否就此介绍一下？

◆张拉整体结构可以定义为少数间断受压构件与一组连续的受拉单元组成的由预应力提供刚度并自支承、自平衡的空间结构体系。索穹顶结构是由张拉整体体系发展过来的一种理想结构形式，它具有重量很轻，安装方便，形式新颖，适用于大跨度或超大跨度等特点，整个结构由少数压杆和连续张拉的钢索组成，我国对此已有些研究。我1994年参加美国亚特兰大国际会议，参观了亚特兰大体育馆，回国后就进行宣传，并带领研究生进行研究，目前我国已有不少院校、学者、研究生进行这方面研究，应该说我国在理论上已基本掌握了，但至今还没有一个工程采用，主要原因是还没有引起各级领导的重视，当然实现索穹顶关键在于施工技术还没有把握。我建议欲建大跨度索穹顶，应从建中小跨度的索穹顶的实验性建筑开始，从而摸索施工经验，一旦成熟后，即可建盖大跨度或超大跨度索穹顶。争取2008年奥运会场馆能使用这种技术。

◇谢谢您的精彩论述。刘教授，最后问您一个问题，您对我国的网格结构寄予什么样的希望？

◆关于网架结构前面已提到过，肯定还是很有前途的，绝对不可能由于出现一些新型钢结构，就完全代替了网格结构，因为它有它的独特优点，有它的合理适用的应用范围。