泛舟知识的海洋,探索学科的前沿,传道、授业、解惑,一直以来是白国良教授在教书育人、学术研究和科技成果应用方面秉承的信念,也成就了他桃李芬芳遍天下,科研硕果挂满枝的嘉誉。
焚膏继晷为击沧海千堆浪
恢复高考后的1978年,年轻的白国良考入我校开始专业学习,先后获得工民建专业学士和结构工程学科硕士、博士学位。上世纪80年代中末期,适应于大跨、重载、超高层的型钢混凝土(SRC)结构因刚度大、承载力高、抗震性能好及显著的技术经济综合优势,被学界和工程界逐渐重视。但我国长期缺乏研究,没有建立起指导工程应用的设计标准。年轻的白国良顺应历史的机遇,以型钢混凝土结构为自己的研究方向,先后师从我国工程结构裂缝专家王铁梦教授和结构工程及其抗震领域知名教授童岳生、姜维山、赵鸿铁老师,成为我国型钢混凝土组合结构和混合结构体系研究领域的首批博士研究生。
“工程技术研究应为工程应用服务,并以致力于推动工程技术的革新、促进社会的发展为目标”,这是白国良在博士求学期间及以后科研工作中所恪守的准则。博士期间,在导师的引导下,为弥补我国钢-混凝土组合结构方面工程应用缺乏指导性技术规范的缺陷,广泛开展研究,在深入分析、对比研究苏联、日本、美国及欧共体相关国外技术规范和计算方法后,结合我国实际情况,详细论证、大胆构思,按照“理论研究→试验验证→校正分析→工程示范”的思路,进行了大量的型钢混凝土粘结性能和梁、柱、节点及其型钢混凝土框架结构、框排架结构在地震作用下的抗震性能试验研究。在试验验证阶段,白国良态度严谨,试验加载时,一笔一画地描绘结构表面裂缝的发展路径,记录受荷全过程的性能反应。经过大量试验和理论分析,基于我国大规范体系和可靠度水准,提出了型钢混凝土结构压、弯、剪及其复合受力条件下的极限承载力计算和正常使用阶段抗裂、裂缝和饶度计算的全面、先导性的设计方法。研究成果受到国际钢-混凝土组合结构协会(AS-CCS)原主席松井千秋、国际组合结构领域权威专家日本南宏一教授、英国DouglasGood教授等的高度评价。2000年,依托博士期间的研究成果,发表了专著《型钢钢筋混凝土原理与设计》,对当时的理论研究和工程应用产生了非常积极的作用,受到科研工作者和设计人员的广泛青睐;研究内容也被2001年施行的我国首部《型钢混凝土组合结构技术规程》所采用。
攻坚克难壮志凌云结硕果
火力发电一直在我国能源结构中占有重要地位,其主厂房框排架结构和空冷结构是火电厂结构中的主要组成部分。二者结构形式复杂,水平和竖向质量、刚度分布极不均匀,在地震作用、风荷载、设备荷载和环境作用下,结构扭转作用明显。在“节能减排”“上大压小”能源政策指导下,工业工艺“扩容量”“增吨位”使得结构向大型化发展,传统框排架结构设计指标不满足规范要求。火电厂空冷技术在我国富煤缺水的“三北”地区应用具有巨大的经济和环境效益,但空冷技术长期被国外垄断,这些瓶颈均制约我国工业生产向大容量、高效率和绿色节能的方向发展。
在主厂房框排架结构体系方面,开展大型钢-混凝土组合结构与混合结构体系的灾变效应与设计方法研究。白国良教授带领科研团队,先后深入神头电厂、鞍钢齐大山铁矿、平顶山姚孟发电厂、托克托电厂、通辽电厂等数十个企业生产车间,对其主厂房框排架结构进行实地考察调研、检测评估和结构性能分析,以受力复杂的火电厂主厂房框排架结构体系为切入点,进行了大比尺钢筋混凝土框排架结构模型及内部复杂关键构件系列抗震试验研究。试验研究一直以来是工程结构研究的重要手段,白国良教授曾用这样的语言来描述试验的重要性,“试验的过程就是结构的生命历程,而裂缝的延伸则是结构在受荷后留下的宝贵痕迹”。经过大量的理论分析、数值模拟、模型试验和工程实测,创新性地提出了型钢混凝土框架-钢筋混凝土分散剪力墙混合结构体系,建立了该结构体系的设计计算方法、不同容量机组主厂房的选型原则和采用SRC柱-RC剪力墙主厂房结构体系的条件。解决了高烈度区大型、复杂混凝土框排架工业结构体系应用的难题,丰富了我国行业规范相关内容。
白国良教授科研团队与电力设计、施工企业积极开展产学研合作,开展直接空冷钢-混凝土竖向混合结构方面的研究,进行了该类结构体系大缩尺比模型的拟动力试验和大直径薄壁管柱、空间钢-混凝土复合节点的伪静力系统试验;对国外技术深度分析和参数对比研究,针对此类抗震性能差的“高脚鸡腿式”结构,根据我国材料和在高烈度区建筑结构应用的现状,研发了更省钢材且抗震性能更好的新型空冷结构体系;在试验、分析的基础上,系统建立了直接空冷结构体系的地震作用计算原理和设计方法;结合设备特点首次提出了该类工业结构体系的性能水准划分方法,确定了结构的性能水准和性能指标;建立了空冷钢-混凝土混合承重结构体系基于结构内容物性能的抗震设计概念与构造要求。该研究成果填补了我国抗震规范关于空冷钢-混凝土混合承重结构体系设计的空白,计算理论和设计方法已被电力行业设计标准采用,且在我国富煤缺水地区的20余个电厂中得到应用。
作为一个有历史使命感和社会责任感的科研工作者,白国良教授时刻关注社会发展领域的热点和难点技术问题。在“5·12”汶川地震之后,针对大量建筑垃圾与废弃混凝土的处理难题和近年来建筑墙体能耗严重、急需研发新的节能保温体系等难题,开展建筑垃圾资源化成套技术、再生混凝土结构及新型页岩节能砌块砌体结构抗震设计方法和工程应用研究。进行了大量再生混凝土骨料、再生混凝土和新型页岩节能砌块性能、再生混凝土构件和新型页岩节能砌块墙体及其子结构、模型结构试验研究。研究成果通过科技部组织的专家组验收,作为国家科技支撑计划重要成果,已在四川、陕西、新疆等地得到工程应用,主要研究内容亦被纳入陕西省、新疆自治区工程建设标准。
为师作表热情满腔育良才
白国良教授面对专家、名师等称号和众多的奖项荣誉,他更喜欢被称作是一名知识、德行和智慧的传播者——辛勤耕耘的人民教师。自1988年参加教育工作以来,始终恪守平凡本真的信条和传道、授业、解惑的理念,要求自己做合格的教师。他治学严谨,教风端正,对待教育教学始终坚持“给人一杯水,先有一桶水”的原则。
在教学中,注重传授学生知识和方法的同时,更要激发学生主动学习的兴趣,做到既“授人以鱼”,更“授人以渔”。坚持给本科生授课,年工作量超1000多学时,对于所承担的每一门课程,认真备课,倾力讲授,力争每一节课都使学生有新的收获。曾上过白老师课的刘亚同学说:“白老师的结构抗震设计课生动有趣,深入浅出的讲解着建筑结构地震作用计算、抗震措施设计等问题,使枯燥复杂的理论计算变得通俗易懂”。
在研究生团队的培养中,建立“研究生例会”“专题研讨会”的制度,鼓励每一位学生参与专题讨论,各抒己见,形成“听思辩行”的引导模式,促进学生专业技能增长,启发创新思维,锻炼动手能力。在课题研究的试验阶段,经常在试件制作及加载现场看到白老师的身影,参加模型结构混凝土浇筑和指导试验加载,亲力亲为。提高研究生专业本领的同时,更注重解决学生在学习研究中遇到的难题,留校青年教师朱佳宁博士回忆起在博士求学后期最艰难的阶段,那个阳光明媚的下午,导师在学校中心广场的草地上,亲切地将自己的人生经历和感悟讲给他,并跟他交流科研、生活中难题,鼓励他坚定信心,深切地告诉他“方法总比困难多”。那一下午触动心扉的交流很短暂,但那幅难忘的画面永远定格在朱佳宁博士的记忆中。
白国良亦重视对青年教师的培养,帮助他们制定具体的培养发展计划、熟悉各教学环节、指导讲稿撰写和试讲;引导青年教师积极承担教改项目,参加教学改革的探索性工作;指导他们参加科学研究项目,提高专业业务水平;根据方向相近原则,安排部分硕、博士研究生参与到青年研究生导师的课题研究中,合作指导,起到很好的“传、帮、带”作用。
科研和教学工作,学术交流、学科建设和专业评估各种会议,繁重而复杂,白国良每天的工作都安排得满满当当,他一直坚持事必躬亲,同学们经常能看见他下班后还在办公室继续工作,有时候会一直到深夜。白国良的忘我精神和饱满的工作热情一直是年轻人学习的榜样。
对于未来的规划,白国良表示,将更加关爱学生、重视教育教学和青年教师的培养工作,不辱使命,践行人民教师的神圣职责。同时,坚持开展科学研究,对钢-混凝土组合结构和混合结构体系在复杂工业结构、超高层结构应用中的关键技术难题继续进行深入探索。