“小米醋博物馆美丽的砖穹顶高147层砖，被三个巨大拱形开口刺穿……穹顶位于中国山东省地震高发地区，工程师们通过对穹顶形状精确、仔细地分析和优化，来抵抗侧向力……这是一个由工程师富有技能和情怀的双手指导设计的兼具概念与美感的项目。”2019世界结构大奖组委会对获得小型项目类金奖的小米醋博物馆做出这样的评价。

该项目由天津大学建筑设计规划研究总院顾问总工程师丁永君领衔，不久前，他荣获“全国工程勘察设计大师”称号，这一结构工程领域的最高荣誉，也是对一位深耕这个领域42年的结构大师的褒奖。

结构计算精准到每一块砖

老子说“大象无形、大音希声”，小米醋博物馆的灵感就来自于醋的古老历史和坛子罐子等古朴的容器。整个建筑像一个醋坛子，摒弃钢筋混凝土，全靠砖垒砌而成。

“这个设计对于结构工程师是个巨大的挑战。”丁永君感叹，这个建筑每一块砖之间都有一个夹角，使得整个建筑无论从外面还是里面看，都能看到砖转角流畅而美观的线条。同时，还需要在这个只有10米高，最大直径12米到15米的建筑上，开出3个拱形孔刺，拱形孔刺的底部宽度分别为5米、4米和3米。太阳光通过最上面的天窗射入，投影在内墙壁上会根据太阳的位置形成不同的图案。

“本身这个建筑属于不规则的坛子形状，受力就比较复杂，再加入三个这么大的孔刺，受力情况更加复杂。而且当地属于抗震设防区，我们要考虑竖向荷载和地震的综合作用，防止构筑物破坏。”丁永君说，对这个建筑的构件计算精确到了每一块砖的尺寸、角度，及施工的可行性，一丝一毫的偏差都有可能功亏一篑。

工程设计是个良心活

能成为这个领域的大师，丁永君走过的路并不平坦，他读大学前甚至不知道这个专业是做什么的。“我1974年就高中毕业了，数学基础差，为了赶上来，当时把学校图书馆的数学习题集都做遍了。”丁永君说，这也为他后来上研究生、工作打下了坚实的基础。上学两年后，工民建专业改为了“结构工程专业”，这个专业虽然不像建筑学那么耀眼，但是结构工程师是把好建筑安全的第一道关。“无论在什么情况下，无论多么炫酷的建筑物，都不能出现安全隐患。”丁永君说。

“很多时候，建筑开发商抠造价抠得特别狠，在与开发商利益的博弈中，我们这些结构工程师也要严守安全底线，从这个意义上说，这个工作也是良心活。”丁永君斩钉截铁地说，首先考虑的是安全，其次才是经济、降低造价，这两点看似矛盾，其实是矛盾统一的。做到安全和经济交叉的区域，就是最优。

签了字就要终身负责

“我喜欢做试验，虽然目前结构专业软件比较成熟，数据分析模拟都比较方便，但我觉得结构领域来不得丝毫的马虎。试验结果骗不了人，行就是行，不行就是不行，计算机模拟结果需要和试验结果相印证，我觉得结论才可靠。我目前已经带着学生做过10来个大型试验。”丁永君说，大型试验花费不菲，因此他们需要尽可能地“用足道具”。比如他们做“双向叠合板楼板受力研究”这个试验的时候，先用了3天时间，由十几个学生盖了一间简易房。试验当天，从早晨九点多开始，大家就紧紧盯着墙体，计算裂缝出现的时间，生怕错过最准确的时间，团队成员都饿着肚子做试验。但是预期中的裂缝一直没有出现。直到夜幕降临，裂缝终于出现，通过观察裂缝分布和走向，验证了理论分析的结果。这一试验成果后来也广泛应用于建筑领域。

“作为结构工程师，安全这根弦我们时刻紧绷着。我们在图纸上签了字，只要活着就要终身负责，责任重大。”丁永君坚定地说。（文/陈 曦  来源：科技日报）