董石麟：构筑中国空间结构之美

2021年浙江有一项科技成果

“现代空间结构体系创新、关键技术与工程应用”

获2020年度国家科技进步一等奖

今天

让我们一起认识一下

其中一位主要完成人——

空间结构工程学家董石麟

人物名片

董石麟

民盟盟员，空间结构工程学家，中国工程院院士，浙江大学空间结构研究中心主任、教授、博士生导师。曾获国家科技进步奖、全国科学大会奖及省部级科技进步以上奖项20项，2014年荣获浙江省科学技术奖重大贡献奖。2020年度国家科技进步一等奖。

事迹简介

董石麟长期从事薄壳结构、网架结构、网壳结构、张拉结构、塔桅结构、升板结构等空间结构的科研和教学工作，至今仍活跃在教学科研的第一线。他在大跨度空间结构工程科技领域，科研实践成绩显著，如首都体育馆、巴基斯坦伊斯兰堡体育馆、国家大剧院、马里国家会议大厦、北京奥运会国家游泳馆（水立方）、上海世博会世博轴、深圳机场T1航站楼、杭州奥体中心主体育场等。

董石麟团队历经30年产学研联合攻关，通过结构体系创新驱动、理论和设计方法研究、大量模型试验验证和工程实践，研发了刚性、柔性与刚柔性系列空间结构新形式，建立了张力结构、网格结构与可展结构分析理论，研发了先进试验装备、制造工艺与施工工法，取得了系统性、引领性成果，广泛应用于机场、高铁、会展、能源等领域及国家科学工程，社会经济效益巨大，极大地推动了我国从空间结构大国向强国迈进。在日前召开的国家科学技术奖励大会上，这项成果获得2020年度国家科技进步一等奖。

董石麟这位89岁的老人，从事空间结构研究和实践已有60余年，在中国空间结构的发展史上举足轻重。他的建筑梦，与剧院里的柱子有关——

总有一天，我要造出没有柱子的大剧院

董石麟的老家在杭州市临平区的塘栖镇。在他心里，乡愁是这座江南古镇上的一条条河道、一座座石桥，还有那根总会闯入他回忆的剧院柱子。

尽管家境贫寒，读书时学时辍，但董石麟学习非常刻苦，以优异的成绩考上了当时浙江最好的高中——杭州高级中学。

1951年他考上了上海交通大学土木工程系。第二年，全国高校院系调整，当时包括上海交通大学、上海圣约翰大学、复旦大学等近10所著名高校土木工程专业并入同济大学，使之成为国内土建领域的“巨无霸”，董石麟转入同济大学攻读结构工程专业。

说起报考土木工程系，有段有意思的故事。“那根大柱子，可以说种下了我梦想的种子。”已不知是第几次聊起这个故事，但董石麟依然谈兴甚浓。

当时车马很慢，生活也没有太多消遣。小时候除了学习，让董石麟最开心的事大概就是看戏了。“小时候，家里穷，买不起票，剧院里一演绍兴戏，心里就痒痒。”

每当演出临近散场的时候，他就和小伙伴想办法混进去，看个尾巴过过瘾。当时浙江乡村里的建筑，多以木结构为主。“剧院中间有很多柱子，挡住了我们的视线。我当时一边看戏一边在心里暗暗许愿，总有一天我要造出没有柱子的大剧院，让所有人都能看得到舞台。”

梦想的种子就此种下。“想造没有柱子的大剧院”成了董石麟求学的方向。1955年，董石麟从同济大学毕业，考取了公派留苏的名额。彼时百废待兴的中国，对全新建筑理念与技术的需求如饥似渴。

在诸多的选项面前，董石麟毫不犹豫地选择去莫斯科建筑工程学院攻读大跨度空间结构专业，师从国际著名空间薄壳结构专家符拉索夫教授。“一是为了实现小时候的梦想；二是当时的我，已经对国外的建筑技术有所了解，所以更觉得一定要出去看看。”

人这一辈子做好一件事，就行

1960年，董石麟从苏联学成回国。经过数年工程实践，他开始把研究方向转向重量较轻的网架结构。他说：“我想给中国的建筑做点减法。”

筚路蓝缕，以启山林。这是一条此前中国建筑界少有人走的道路。这既是董石麟对职业方向的选择，也是他对时代的回应。

1968年，建设首都体育馆时，董石麟将自己关进办公室整整两周。“当时的条件不如现在好，我们借用了中科院每秒万次的计算机，但部分结果还需要进行手算，才能把误差控制在5%内。”就这样他每天工作十多个小时，在稿纸上手算出128个联立方程式，最终完成了最核心的计算任务。

这是当时我国自行设计、建造的第一个大跨度网架结构建筑，直到现在，首都体育馆还在使用。现在这座体育馆经过改建后，将作为2022年北京冬奥会的比赛场馆。从图纸走进现实，“有一种梦想成真的感觉。” 董石麟笑着回忆到。

而在为北京奥运会建设“水立方”时，他又和“水泡”较上了劲。“水立方”的设计灵感来自于“水泡”，但怎样真的实现这个如梦似幻的构想？在此之前，国内外没有任何工程先例可以参考。但作为“水立方”结构科研攻关团队的负责人，董石麟带领浙大空间结构研究中心的科研团队接下了这个挑战。

“水泡”是轻盈的，支撑这种“轻盈”却需要一个造型独特的大力士——“新型多面体空间刚架结构”。而“水立方”对设计施工提出了前所未有的挑战：在“水立方”中，节点将同时受到轴力和弯矩等多种力量的牵拉，其难度成倍增加。董石麟和他的科研团队一起对空心球节点 “庖丁解牛”，最终攻克了这个难关。

回首数十年，一波又一波技术浪潮风起云涌。但董石麟坚定地走着自己的路，在一个又一个国内外重大工程中，留下自己的足迹：世界上覆盖面积最大的张拉膜结构、上海世博会世博轴，国际上跨度最大的空腹网壳结构、国家大剧院……他见证了中国空间结构从无到有，从小到大。

“人这一辈子做好一件事，就行。”董石麟说。

知识的火种，永远需要代代相传

每天上午，董石麟都会骑着自行车，从浙大的教工宿舍求是村前往浙大土木科技馆4楼，指导自己的4位“关门弟子”。很难想象，这个衣着朴素的骑车老人，就是我国空间结构的奠基人之一。

这段700多米的路程，董石麟已经走了整整36年。1985年，荣誉等身的他毅然谢绝了国内外多地邀请，从工作20多年的北京回到故乡杭州，来到浙江大学任教。此后多年，董石麟始终在行业领军者、团队领导人和“火种”传递者三种角色间游走。

坐而学，兼起而行。“知识的力量，不该关在研究室里。它应该成为不断前行的催化剂。”这是董石麟一直以来的治学态度。

刚到浙江大学时，董石麟和他的团队成员常常在休息日骑着自行车，把学校最先进的理念和技术带到工厂，手把手地教工人们怎么设计产品，怎么控制质量。

有了董石麟这样的“学院派保姆”，曾经的小作坊加速转变成机器轰鸣的大工厂——原来员工不足100名，年产值不足80万元的乡镇企业萧山蜗轮蜗杆厂，很快迸发了新的生命力。“我把国内外专家请来指导，在学校和厂里设立博士后工作站。”董石麟说，自己常开玩笑，“我不是厂子里的人，干的全是厂子里的事。”

受益于董石麟及其团队的推动，不少企业收获了“阳光雨露”。浙江东南网架集团公司、杭州大地网架制造有限公司等多家空间钢结构企业已在行业中脱颖而出；依托浙江大学创建的浙江省空间结构重点实验室，一批杭企正在向国际一流钢结构企业迈进……

董石麟常说：“一个人的力量是有限的，知识的火种，永远需要代代相传。”

当谈到他在中国空间领域的地位，董石麟低头笑语：“我只是作了一点点贡献。”但一说到自己学生参与的作品，这个培养了120余名硕博高材生的老人就打开了话匣子，如数家珍：北京大兴机场、昆明机场、深圳机场、2022年卡塔尔世界杯场馆……

那是桃李满天下的他为中国空间结构点燃的“星星之火”。

要让杭州的“大莲花”绽放夺目光彩

再过200多天，“大莲花”——杭州奥体中心主体育场将吸引全世界的目光。它是全国第二大体育场馆，也是杭州亚运会的开、闭幕式及田径项目赛事的举行场地。

这朵由28片大花瓣和27片小花瓣组成的钢铁“莲花”，总用钢量为2.6万吨，比北京奥运会主体育场“鸟巢”减少近一半，拿下全国钢结构工程最高荣誉——中国钢结构金奖。“大莲花”的绽放，离不开董石麟的悉心“守护照料”。

从打下第一根桩开始一直到建成，差不多四年时间里，董石麟一直担任专家委员会组长，每隔半个月或一个月，他就要主持召开会议，讨论解决碰到一些技术问题，研究下一步工程如何推进，尤其是在施工碰到一些构造问题、一些节点不太好的情况，董石麟和专家组的专家们就要认真深入进行研讨，拿出审慎稳妥的方案。董石麟为“大莲花”盛开倾注了大量心血，他也被人们亲切的称呼为“大莲花”的守护者。

已是耄耋之年的董石麟，仍担任杭州亚运会奥体中心主体育场的专家顾问组组长，照看着这朵“大莲花”，能有机会以这种方式为自己的家乡作出贡献，董石麟十分欣慰。

中国要成为世界空间结构领域强国

董石麟在空间结构领域的另一大贡献，是创办和主编了我国唯一的空间结构专业杂志《空间结构》。在时任浙江大学校长路甬祥的支持下，杂志出了两期内刊，反响很好，他便亲自带上申请公开刊号的报告上北京，反复向有关部门陈述办刊的意义，呼吁给予支持。

当时，空间结构的专业杂志，在国际上只有西班牙一本。作为一个国家技术水平的标志，中国创办这本杂志很有意义。在董石麟的努力下，在各部门的支持下，公开刊号最终获批。现在，这本杂志已成为空间结构学术研究和交流的一个园地，在国际上都产生了重大影响。

董石麟非常关心空间结构领域的人才培养和发展，耄耋之年他依然坚守本科讲台，并先后两次和爱人捐款200万元，设立“浙江大学董石麟·周定中空间结构专项奖学金”，专门奖励我国在空间结构领域取得突破的中青年人才。2009年董石麟获得浙江大学最高个人荣誉称号“竺可桢奖”。

2017年，董石麟为浙江大学建筑工程学院建院九十周年纪念题词，寄语后辈学子：“今朝奋发学习潜心钻研，明天美了祖国益了人民。”