設(shè)置星標(biāo)★關(guān)注，從此你的世界多點(diǎn)科學(xué)~

今日啟明星

CAREERS

陳建興

華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司結(jié)構(gòu)總工程師

作者序

在2025年7月舉行的啟明星協(xié)會(huì)城市建筑分會(huì)學(xué)術(shù)交流會(huì)上，崔家春理事引我認(rèn)識了2011級星友、華建集團(tuán)華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡稱華東院）結(jié)構(gòu)總工程師陳建興，說他在超高層建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域有一些值得了解的工作。

這樣我與建興星友建立了聯(lián)系，開始關(guān)注他。7月華東院的官方微信號“AAAPLUS建筑之上”有對上海大歌劇院結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)負(fù)責(zé)人陳建興的專訪，這篇文章讓我把正在施工建設(shè)中的上海大歌劇院和陳建興聯(lián)系起來。此后，我對有關(guān)上海大歌劇院的進(jìn)展信息就會(huì)比較關(guān)注。

10月16日，在上海出席2025年世界工程組織聯(lián)合會(huì)全體大會(huì)的上百位外賓，參加了由上海市科協(xié)承辦的“工程能力工作坊”活動(dòng)，參訪了正在建設(shè)中的上海大歌劇院等地，這些建筑令外國工程師嘖嘖稱贊。這座在建的歌劇院最具標(biāo)志性的區(qū)域是處于中心扇軸處的雙螺旋樓梯。

交流過程中，外國工程師最感興趣的是樓梯采用的超高性能混凝土和雙螺旋自由曲面混凝土厚殼。外賓們走上這座飽含上海工程師智慧和心血的樓梯，紛紛用手機(jī)拍下美景，或合影“打卡”留念，把上海工程之美珍藏在記憶里。

因?yàn)橹翱催^那篇對陳建興的專訪，所以我知道這個(gè)讓外國工程師倍感興趣的“樓梯”在設(shè)計(jì)及建造樓梯的超高性能混凝土的配料背后都有華東院團(tuán)隊(duì)及陳建興的付出。我認(rèn)為到了采訪這位深耕超高層建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域十余年的啟明星專家的時(shí)候了。

“建筑+結(jié)構(gòu)+機(jī)電”構(gòu)成建筑設(shè)計(jì)主干

雖是第二次見面，眼前這位清矍、舉手投足讓人感覺暖而有力的中年人，以及得知我們要涉及的超高層建筑話題時(shí)隱隱然的一絲錯(cuò)愕，讓人對這次訪談增加了期待。一見面我就請教建興，如何能用幾句話把一幢建筑涉及的專業(yè)門類說清楚。建興不假思索脫口而出：

從包括住宅、辦公樓、酒店、文化體育中心、機(jī)場等的民用建筑來看的話，這些建筑的外形，里面的布局、布置都是建筑學(xué)的范疇。

建筑學(xué)外的第二大專業(yè)是結(jié)構(gòu)專業(yè)，負(fù)責(zé)整個(gè)建筑的骨架，包括柱、梁、墻等。如一幢建筑柱、梁、墻所需要的尺寸，不同部位混凝土、鋼筋和鋼板的用量等，這些可歸到結(jié)構(gòu)專業(yè)，屬于力學(xué)范疇，是純理工科。

而與房子的可用、舒適相關(guān)的給排水、電、暖、風(fēng)等歸于機(jī)電類。

建筑+結(jié)構(gòu)+機(jī)電這三塊合起來就構(gòu)成了整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的主干。主干之外還有很多小專業(yè)，如弱電、消防、室內(nèi)裝飾、幕墻、景觀專業(yè)等等。寥寥數(shù)語廓清了他對建筑設(shè)計(jì)本質(zhì)的理解。

循著以上建筑科普，話題切入被訪人的結(jié)構(gòu)專業(yè)（包括超高層、復(fù)雜結(jié)構(gòu)兩大類）。建興扳著手指列出這些年來他經(jīng)手設(shè)計(jì)的超高層建筑，包括北外灘480項(xiàng)目（480米）、南京魚嘴潤茂大廈（499米，江蘇第一高樓）、大連綠地中心（518米，天然地基第一高樓）等。

建興說所謂超高層建筑的定義是200米以上，其建設(shè)周期一般是8~10年，其主要特征就是高，建筑越高，其承受的風(fēng)、地震等的水平作用力也越大。由于受力大而特殊，超高層建筑對設(shè)計(jì)的要求就不一樣。所以從建筑設(shè)計(jì)來講，超高層建筑通常被列為一個(gè)需要更關(guān)注風(fēng)力和地震力的建筑結(jié)構(gòu)門類。

陳建興在上海大歌劇院現(xiàn)場

上海金橋國培中心振動(dòng)臺試驗(yàn)

參與央視項(xiàng)目，初涉超高層建筑設(shè)計(jì)

2010年上海世博會(huì)前，國內(nèi)的超高層建筑大都是國外設(shè)計(jì)事務(wù)所原創(chuàng)設(shè)計(jì)的。陳建興2005年入職華東建筑設(shè)計(jì)院，彼時(shí)院里剛承接了樓高250米的中央電視臺新臺址項(xiàng)目，該項(xiàng)目的主體設(shè)計(jì)方案由國際上一知名事務(wù)所承擔(dān)，華東院承擔(dān)的主要是施工圖設(shè)計(jì)工作。

陳建興剛?cè)肼毑痪镁陀行疫M(jìn)入重大項(xiàng)目組，即使是跟著打下手見習(xí)，也是難得的機(jī)會(huì)。對此，建興十分珍惜。年輕人勤于學(xué)習(xí)，加上肯干，不怕苦不怕累泡在項(xiàng)目上，幾年下來一個(gè)初入建筑設(shè)計(jì)之門的小白積累了不少經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，尤其在結(jié)構(gòu)分析上得到很大的鍛煉，為他以后承擔(dān)超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)打下了根基。

央視項(xiàng)目除了樓層高，結(jié)構(gòu)特殊（連體、傾斜）的主樓，還有一個(gè)電視文化中心的副樓，建興更多的是參與了這個(gè)副樓的結(jié)構(gòu)分析。盡管此前華東院已涉足超高層建筑設(shè)計(jì)，但因?yàn)檠胍曧?xiàng)目的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，挑戰(zhàn)更大，參與央視項(xiàng)目的人員日后大都成為華東院超高層建筑設(shè)計(jì)的主力。

很大程度上因?yàn)樯虾Ｊ啦?huì)帶來的機(jī)緣，國內(nèi)建筑設(shè)計(jì)師越來越多地出現(xiàn)在高層建筑設(shè)計(jì)任務(wù)中。華東院承擔(dān)的超高層建筑設(shè)計(jì)的任務(wù)也明顯多起來：2010年后至今，華東院參與設(shè)計(jì)的超高層建筑占了國內(nèi)超高層建筑的一半。受惠于此，陳建興等一批中青年設(shè)計(jì)師也得以成長起來。

每一構(gòu)件的內(nèi)力都要悉數(shù)計(jì)算

前面提到建筑越高，其承受的風(fēng)、地震等的作用力也越大，因此超高層建筑設(shè)計(jì)對結(jié)構(gòu)分析更為倚重，對所有作用在建筑上的力，包括外部荷載都要做定量分析，比如風(fēng)荷載在建筑體的不同高度、不同體型上是很不一樣的，都要一一分析。

超高層建筑如同一根豎起的懸臂桿，這種懸臂桿對“抗水平能力”要求非常高，必須具有高效的抗側(cè)力的水平體系。這就要求選擇合適的結(jié)構(gòu)體系，評估整體結(jié)構(gòu)剛度和承載力，梳理結(jié)構(gòu)受力特征，并采取針對性的措施，這些工作都離不開結(jié)構(gòu)分析。

結(jié)構(gòu)方案在變成圖紙之前，結(jié)構(gòu)中的每一構(gòu)件的內(nèi)力都要悉數(shù)計(jì)算，根據(jù)內(nèi)力來確定構(gòu)件（柱、梁、墻、板等）的尺寸，以及具體鋼筋、型鋼等材料用量，這些都要在圖紙上一一標(biāo)出。所有最終要體現(xiàn)在圖紙上的定量化要素、數(shù)值也必須基于結(jié)構(gòu)分析的數(shù)據(jù)。

除了結(jié)構(gòu)分析之外，還要通過試驗(yàn)確定荷載或驗(yàn)證結(jié)構(gòu)安全性，譬如借助風(fēng)洞試驗(yàn)確定風(fēng)荷載，風(fēng)壓的測定要作360度旋轉(zhuǎn)，一般是10~15度為一個(gè)測量角度，如此循環(huán)。針對從地下傳導(dǎo)上來的地震力，則要通過振動(dòng)臺模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證超高層建筑的抗震性能。

這些年來，陳建興作為項(xiàng)目結(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)和參與的二十多棟超高層建筑項(xiàng)目有半數(shù)以上已投入使用。每一幢在用的超高層建筑的使用情況都是對設(shè)計(jì)師水平和能力的驗(yàn)證?！捌?，世界范圍內(nèi)凡經(jīng)過合理設(shè)計(jì)、合理使用的超高層都沒有發(fā)生倒塌?！敝袊鴮Τ邔釉O(shè)計(jì)的規(guī)定和要求也隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸提高，特別是在韌性城市理念下，超高層建筑設(shè)計(jì)要求在中等強(qiáng)度地震情況下，要從原先可修復(fù)后使用調(diào)整為馬上可使用”。

啟明星課題成果推動(dòng)超高層建筑行業(yè)技術(shù)進(jìn)步

訪談中，陳建興專門提到啟明星課題對他的意義。陳建興2011年獲批的啟明星課題——超高層建筑耗能減震技術(shù)研究與應(yīng)用——是針對如何盡量減小超高層建筑承擔(dān)的地震作用力開展研究。

建興就此再作科普：地震的一個(gè)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)重量越重、剛度越大，其承受的地震壓力會(huì)越大。傳統(tǒng)的超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常會(huì)不斷加大結(jié)構(gòu)尺寸來提高結(jié)構(gòu)的抵抗力，但結(jié)構(gòu)尺寸增大意味著結(jié)構(gòu)重量增加和剛度增大，導(dǎo)致其承擔(dān)的地震力也隨之增大，形成“惡性循環(huán)”。

陳建興的啟明星課題就是考慮用減震、耗能（消耗地震能量）的手段來減少結(jié)構(gòu)承擔(dān)的地震力。他在啟明星課題中提出了承重與抗側(cè)分離的伸臂阻尼系統(tǒng)，并將這種阻尼技術(shù)用到超高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。當(dāng)時(shí)市面上雖已有類似的阻尼器產(chǎn)品，但尚未用到超高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。使用阻尼系統(tǒng)后，減震效果能提升20%。這些阻尼器的參數(shù)及相關(guān)設(shè)計(jì)的使用方法在啟明星課題中進(jìn)行了完整的展示，是陳建興課題的主要貢獻(xiàn)。

有了啟明星課題給的底氣，陳建興于2014年承接了烏魯木齊綠地中心的項(xiàng)目?？紤]到烏魯木齊是國內(nèi)高烈度震區(qū)，陳建興在烏魯木齊綠地中心兩幢樓（層高260米）的設(shè)計(jì)中都采用了啟明星課題中得到驗(yàn)證的伸臂阻尼系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)驗(yàn)收數(shù)據(jù)表明，該系統(tǒng)為烏魯木齊綠地中心項(xiàng)目結(jié)構(gòu)節(jié)省約2000噸用鋼量。按當(dāng)時(shí)造價(jià)，每噸鋼的售價(jià)為1萬元，相當(dāng)于為整個(gè)項(xiàng)目節(jié)省了約2000萬元。重要的是，項(xiàng)目不僅經(jīng)濟(jì)性提升，抗震能力也增強(qiáng)了。當(dāng)時(shí)烏魯木齊綠地中心項(xiàng)目的投標(biāo)者中不乏國內(nèi)外知名的設(shè)計(jì)事務(wù)所，華東院能勝出正是基于以往的積累，其中，結(jié)構(gòu)方案中伸臂阻尼系統(tǒng)也是重要的加分項(xiàng)。

由于烏魯木齊綠地中心高度超出了規(guī)范規(guī)定的最大高度，加上此前尚無伸臂阻尼系統(tǒng)用于超高層建筑的實(shí)例，所以抗震設(shè)計(jì)后還要通過抗震超限專項(xiàng)審查。最終審查結(jié)論是，華東院提供的結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)參數(shù)、計(jì)算分析和抗震措施合理可行，可定為施工圖設(shè)計(jì)的依據(jù)。專項(xiàng)審查組長、國家勘察設(shè)計(jì)大師王亞勇給出這樣的評價(jià)：今后超高層建筑采用黏滯阻尼器進(jìn)行減震設(shè)計(jì)，可參照烏魯木齊綠地中心項(xiàng)目。

這也是啟明星課題成果得到實(shí)際應(yīng)用的一個(gè)案例。之后很多超高層建筑都用上了這個(gè)技術(shù)。由此可見啟明星課題對整個(gè)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步起到了推動(dòng)作用。

北外灘480項(xiàng)目中的創(chuàng)新

如果說，烏魯木齊綠地中心項(xiàng)目是陳建興獨(dú)立完成的創(chuàng)新性較強(qiáng)的項(xiàng)目，那北外灘480項(xiàng)目設(shè)計(jì)則是他作為結(jié)構(gòu)專業(yè)負(fù)責(zé)人交出的一份新作。其中值得一說的是，這幢樓不僅高度高（480米），其底部100米的裙擺造型采用懸掛結(jié)構(gòu)，懸挑尺度達(dá)到了國內(nèi)目前最長（40米）。從設(shè)計(jì)師的角度出發(fā)，這樣的設(shè)計(jì)是為了把盡可能多的底部空間讓給公共空間，給業(yè)主帶來更多使用價(jià)值。

目前北外灘480項(xiàng)目設(shè)計(jì)已基本完成，施工也已進(jìn)行到十層以上。從建興的介紹中，我知道他為這個(gè)項(xiàng)目投入巨多，交流中他并不掩飾自己作為超高層建筑設(shè)計(jì)師的職業(yè)使命感，或者說“雄心”，他希望北外灘480項(xiàng)目能成為下一代超高層建筑中的標(biāo)志性作品。這里講的下一代對照的是上一代中的扛鼎之作：上海中心大廈。

建興介紹，從結(jié)構(gòu)體系上看，北外灘480項(xiàng)目與上海中心大廈差異不大，但新在材料應(yīng)用上，其混凝土、鋼材、鋼筋的強(qiáng)度都提高了30%以上。典型的如Q550高強(qiáng)鋼的應(yīng)用，盡管已知Q550高強(qiáng)鋼有更高的強(qiáng)度，但在北外灘480項(xiàng)目前還沒有大規(guī)模用到超高層建筑上。

高強(qiáng)鋼的使用意味著承載能力的提高，帶來的直接效應(yīng)是構(gòu)件尺寸顯著減量，節(jié)省了更多可用空間。材料用量的減少，不僅降低了成本，也從設(shè)計(jì)源頭降低了碳排放，響應(yīng)國家“雙碳”策略。正因如此，新材料的應(yīng)用被陳建興列為北外灘480項(xiàng)目的一個(gè)亮點(diǎn)。

但建筑用鋼強(qiáng)度提高后又會(huì)帶來一些新的問題，包括鋼材延性降低和焊接性能下降等。盡管陳建興把可用Q550高強(qiáng)鋼列入了設(shè)計(jì)方案，但在具體設(shè)計(jì)中他已充分考慮到地震情境下構(gòu)件對延性的不同要求，提出要合理使用Q550高強(qiáng)鋼，將Q550高強(qiáng)鋼的可應(yīng)用部位一一列在設(shè)計(jì)圖上。

進(jìn)入施工階段后，他和同事一直與施工方密切溝通，根據(jù)可焊接性等具體情況來作相應(yīng)調(diào)整。隨著目前北外灘480項(xiàng)目施工已進(jìn)行到地上十幾層，焊接問題也在一一破解中，這些努力讓Q550高強(qiáng)鋼得以穩(wěn)妥用在超高層建筑設(shè)計(jì)建設(shè)中。

結(jié)合這個(gè)項(xiàng)目實(shí)施，陳建興與團(tuán)隊(duì)編制了Q550高強(qiáng)鋼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)則、材料標(biāo)準(zhǔn)、焊接標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)Q550高強(qiáng)鋼在超高層建筑的應(yīng)用提供參照。

建興說以上新材料應(yīng)用并不涉及從無到有的新材料和技術(shù)的創(chuàng)造，但北外灘480項(xiàng)目的貢獻(xiàn)在于“把這些已有技術(shù)、材料令人信服地用在了超高層建筑上。與此同時(shí)，針對應(yīng)用中出現(xiàn)的新問題去一一應(yīng)對、化解，使技術(shù)、材料得以真正落地”。

陳建興獲2024年“上海工匠”榮譽(yù)

陳建興參加行業(yè)內(nèi)學(xué)術(shù)交流

做結(jié)構(gòu)分析一定要達(dá)到“完美”才心安

這位1977年出生，在福建莆田山區(qū)農(nóng)村長大的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師，在回溯自己的來時(shí)路時(shí)，說他性格中追求做更好的自己、向更優(yōu)秀的人學(xué)習(xí)這點(diǎn)更多是受了母親的影響。建興的父親是一名地質(zhì)勘探工作者，長期在青海工作，很長時(shí)間里每年只回家一次。媽媽是農(nóng)民，丈夫常年不在家，她一個(gè)人帶三個(gè)孩子（建興有兩個(gè)姐姐），里外操持，因此特別勤快要強(qiáng)。

“我媽媽有追求極致的性格，我也是這樣。譬如說做結(jié)構(gòu)分析，分析下來不符合要求，就要不斷去調(diào)整，我不會(huì)調(diào)整到八九不離十就行了，一定要做到完美才心安。這和家母做事的風(fēng)格很相似?！?/p>

說到父親對自己的影響，盡管父親平時(shí)只有春節(jié)回家探親，但他做事的細(xì)致認(rèn)真給兒子影響很深：“他寫得一手好毛筆字，逢年過節(jié)鄰居都來請他寫春聯(lián)，他從折紙寫字、如何放到吹干、放好這些都做得一絲不茍。還有村里的紅白喜事都會(huì)請他做賬，他會(huì)一筆一筆記清楚，一目了然。我日后做事穩(wěn)當(dāng)也多少受了家父的影響?！?/p>

建興是村里小學(xué)第一個(gè)通過考試到城里初中就讀的，到了初中后發(fā)現(xiàn)比他成績好的人很多，他因此留意那些人的學(xué)習(xí)方式，并于高中階段成績達(dá)到班級前幾名。建興的本碩就讀于福州大學(xué)建筑工程專業(yè)。大學(xué)階段專業(yè)排名也都是前幾名，建興把這歸因于較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力以及善于與同學(xué)們交流來提升自己。

2001年，陳建興考入同濟(jì)大學(xué)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)攻讀博士學(xué)位，導(dǎo)師是陳以一教授?！瓣惱蠋煿膭?lì)我要把想做的事做深做透，不求廣而求精深，寫論文把所做的事講清楚就行。但他對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、研究結(jié)論非常嚴(yán)苛，一就是一，不允許任何拔高，不能隨便下結(jié)論。我現(xiàn)在在設(shè)計(jì)研究方面比較突出，是得益于博士階段受到的嚴(yán)苛訓(xùn)練?！?/p>

華東院平臺及團(tuán)隊(duì)是成長發(fā)展的根基所在

2005年入職華東院，在建筑設(shè)計(jì)崗位上一干二十年的陳建興回顧職業(yè)生涯，對華東院平臺以及他現(xiàn)在的“超高層建筑及復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”團(tuán)隊(duì)充滿感恩，“這是我得以成長發(fā)展的根基所在。團(tuán)隊(duì)里汪大綏大師是我們的領(lǐng)頭人，周建龍大師組建了超高層工程建設(shè)中心”。

除了汪、周兩位，引領(lǐng)建興成長的還有包聯(lián)進(jìn)總工。極富創(chuàng)新意識的包總一直鼓勵(lì)他用新技術(shù)去解決問題，建興說他在華東院做的很多工作都是包總帶著，很多研究工作也是他在直接指導(dǎo)和推進(jìn)。如今團(tuán)隊(duì)接力棒逐步要傳遞給更年輕的一代?！霸谂囵B(yǎng)年輕人方面，我們看中設(shè)計(jì)能力和研究能力，對有設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的年輕人根據(jù)所長發(fā)揮其作用?！?/p>

每周會(huì)抽兩個(gè)小時(shí)打羽毛球

聊起興趣愛好，建興說運(yùn)動(dòng)是他的最愛，他大二起就喜歡打排球。“2002年來同濟(jì)考博士，在上海的兩個(gè)月備考期間，我每周會(huì)到同濟(jì)學(xué)生宿舍那邊打排球。一直到前幾年還在堅(jiān)持打。排球是個(gè)集體運(yùn)動(dòng)，有很多與人交流的機(jī)會(huì)。運(yùn)動(dòng)一下能夠讓身心放松，現(xiàn)在每周還會(huì)抽兩個(gè)小時(shí)打羽毛球?！苯ㄅd的愛人是他大學(xué)同學(xué)，如今也從事橋梁設(shè)計(jì)工作。已經(jīng)高二的兒子也承續(xù)了父母的愛好，喜歡打籃球，也選擇了理科?？吹贸?，對兒子的選擇，建興是樂觀其成的。

采訪完陳建興，我不止一次記起曾為上海世博會(huì)成功申辦作出良多貢獻(xiàn)的鄭時(shí)齡院士那些年不止一次表達(dá)過的觀點(diǎn)：上海世博會(huì)應(yīng)該讓中國建筑師唱主角。上海世博會(huì)是中國建筑走向世界的最佳窗口，更是中國建筑師展現(xiàn)文化自信、提升國際視野的良機(jī)。

今天，陳建興等一批伴隨上海世博會(huì)籌辦、舉辦成長起來的中青年建筑設(shè)計(jì)師在時(shí)代給他們的舞臺上，正不斷用他們的作品向世人展示著中國當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)師的能力、智慧和擔(dān)當(dāng)。

陳建興們，加油！

-本文刊載于《世界科學(xué)》雜志2026年第1期“今日啟明星”欄目-

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