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用高新技术改造传统产业——中国工程院院士、贵州大学马克俭教授

2011-03-18

  马克俭,男,1933年10月出生。九三学社成员,湖南岳阳市人。现任贵州大学空间结构研究中心主任、贵州省结构重点实验室主任,中国工程院院士。马克俭院士1958年毕业于湖南大学土木系后分配到贵州工业大学,他扎根贵州50余年,在长期的教学科研实践中,不断探索,吃苦耐劳,勇于创新,在“教学、科研、生产三结合”和“用高新技术和适用技术改造传统产业”方面做出了贡献,在多种新型钢筋混凝土空腹结构领域取得突破性进展,成为全国同行业中首屈一指的专家,其研究成果在全国13个省(市、区)的建筑工程中得到应用,实际应用面积达到130多万平方米,节约工程造价上亿元,取得了良好的社会与经济效益。
  马克俭院士十分注重科研成果的转化为生产力。改革开放30多年来,他研究的系列科技成果如“新型钢筋混凝土空间网格结构”、“新型钢空间网格结构”等涉及大柱网钢筋混凝土高层建筑和大跨度单层与多层建筑。不仅为贵州省内工程服务,还推广到四川、湖南、广东、安徽、吉林、黑龙江、新疆等省区。
  1995年,马克俭院士的研究成果“大跨度预应力双曲扭网壳结构”在广东清远体育馆建设中应用,这是国内首次在大跨度双层组合扭网壳上采用现代预应力技术。对角线跨度93m体育馆,由六根钢筋混凝土柱支承六块双层扭网壳组合的扭网壳,在六边需要设钢系杆处,以钢索取代钢管(系杆)并建立预应力,从而达到提高结构刚度和内力重分布后,使用钢量大幅度下降(由78㎏/㎡下降为45㎏/㎡),节约用钢215T,经济效益显著。根据壳体薄膜应力和弯曲应力分布规律,他还提出了“预应力单、双层组合扭网壳结构”及“预应力中央单层周边双层双曲扁网壳结构”分别应用于广西桂平市和广东阳山市体育馆建筑等,并先后在广东、广西、贵州体育建筑中得到应用。
  广东阳山县体育馆屋盖平面尺寸56m×54m屋盖,根据预应力双曲扁网壳内力分布规律,即薄膜内力分布壳体中央,弯曲内力分布周边及四角隅区域,则扁网壳中央布置为单层,周边布置为双层,周边桁架下弦以钢索取代,建立预应力。用钢量31.6㎏/㎡,1600座投资650万元,比常规新建相同面积体育馆(每座7000元)节约40%。
  马克俭院士发明的“大跨度预应力空间管桁架”在成都新世纪国际会展中心展览馆(13.5万㎡)工程中应用,九个展馆呈D=654m,半圆幅射状,每个展馆平面为腰鼓形,柱间距15m,空间管桁架每一榀均不相等。半年建成并投入使用,节约成本1320万元,还获得2007年中国钢协科技进步二等奖。
  2004年,贵阳世贸广场工程使用了他创造的“现浇混凝土空心大板楼盖结构”,该建筑采用“大柱网(7.8m×8.2m、7.8m×10.5m)框架—剪力墙结构”,2004年施工基础地下室前,采用新技术“大柱网现浇砼空心大板框架扁梁——剪力墙结构”。其优点:① 施工进度比原结构提前五个月;②砼折算厚度比原设计(25.2cm/㎡)下降5.4cm/㎡,节砼2592m3;③ 用钢量比原设计(74.2kg/㎡)下降21.2kg/㎡,节约钢材1017吨;④ 大柱网灵活划分房间,多功能应用;⑤ 结构层高由原3.4m改为3.2m,24层节约4.8m后增加两层(26层);⑥ 节约造价2000余万元(不含增加两层销售价)
  马克俭院士研制的钢筋混凝土空腹网架结构,在大跨度多层建筑中应用达100余万㎡,2000年采用空腹网架建成的长春市欧亚卖场,建筑面积42.5万平方米,节约造价3450万元。
  1995年他研制的钢筋混凝土空腹夹层板楼盖,不仅结构高度小,比常规框架结构节约造价25%~30%,下图为采用该技术建成的贵州铝厂温水游泳馆(32m×46m)单价550元/㎡,比钢网架单价下降一倍,其耐久性、防火与防锈均大幅度改善。
  2010年建成投入使用的黑龙江中医药大学文体中心大楼(四层),其楼盖跨度39m×57m和36m×57m,用钢量仅74㎏/㎡,此项新型钢——混凝土组合空腹夹层板为国内外首例(国家发明专利ZL200620200811.7)。
  马克俭院士已有30多项成果直接转化为创新工程,先后获国家科技进步奖三等奖1项、省部级科技进步奖一等奖2项、二等奖3项、三等奖5项,国家发明专利29项、实用新型专利39项,国家发明展览会金牌2项,全国创造发明竞赛一、二等奖各1项;出版专著五部,发表论文100余篇。他分别在湖南大学、天津大学及浙江大学指导博士研究生。以“教学、科研、生产三结合”方式指导博士13名、硕士34名;由于其创新性的劳动,他获得全国劳动模范称号及全国“五一”劳动奖章一次、贵州省劳动模范称号及全省“五一”劳动奖章两次,并成为“贵州省首批省管专家”、“贵州省首批勘察设计大师”、“贵州省首批荣誉核心专家”,享受国务院政府特殊津贴。还是《空间结构》核心期刊副主编、中国钢协预应力钢结构分会理事、中国土木工程学会空间结构委员会资深委员、国家自然科学基金评议组成员、贵州省人民政府学位委员会评议组成员。