沈世钊在查阅资料。图片由受访者提供
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沈士钊，1933年生于浙江嘉兴，中国工程院院士，哈尔滨工业大学教授、博士生导师。他开创了大跨度空间结构这一新兴学科，在“索结构分析理论”等前沿领域取得重要成果，创造性地设计了一批具有典型意义的新型空间结构，主持研制了“中国天眼”500米口径球面射电望远镜有源反射面结构体系。1999年当选为中国工程院院士，2012年成为国际空间结构协会“荣誉会员”，2017年获中国钢结构协会最高成就奖。
来到哈尔滨工业大学土木工程学院四楼，会看到一块碑文：“学好科学技术，更要注重人文；重视科学精神，更要崇尚人文精神，坚持学与做人的统一。”这是哈尔滨工业大学土木工程学院的人才培养理念。写这块碑文的人，正是中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授沈士钊。
中国工程院院士、现代空间结构开创者、北京奥运会场馆评估委员会空间结构专家……从1953年在哈尔滨工业大学攻读硕士学位，到留校任教，再到开创大跨空间结构这一新兴学科，沈士钊用70年的心血为我国大跨空间结构研究做出了贡献。
瞄准新兴领域，发展现代空间结构新学科
回首往事，沈士钊总是说，他们这个年纪的人，都是新中国成立的见证者，所以从入学开始，大家就一心一意想要为新中国建设贡献力量。
1953年，正值我国第一个五年计划实施之际，已经从同济大学毕业的沈世钊满怀热情地来到哈尔滨工业大学攻读硕士学位。在导师的指导下，沈世钊主要从事木结构研究。在学习期间，沈世钊在吸收国外先进的系统理论知识的同时，对中国古典木结构建筑艺术进行了深入的研究。
研究生毕业后，导师想留下沈世钊做他的助理。“我说可以，没问题！”回忆起这段经历，沈世钊说：“我会把满足国家需要作为我的目标。”这句朴素的话语，是他一生扎根哈工大、扎根祖国东北的承诺。正如《哈工大》这首歌所唱的，“忠诚、奉献，是我们的选择。”
留校后，除教学外，沈士钊的第一个科研项目就是“木屋面纵向刚度”研究。在此期间，他创新性地提出了系统合理评估木屋面空间刚度的理论和方法。这一创新理论为木屋面及其支撑体系的设计提供了科学依据。
在研究过程中，沈士钊敏锐地意识到木结构学科的发展可能遭遇瓶颈，而钢结构这一新兴领域才是未来的发展趋势，因此他逐渐将研究方向调整到基于钢结构的大跨度空间结构领域。
所谓“大跨度空间结构”，一般是指水平跨度在60米以上的三维受力各类结构，多用于机场、体育场馆等大型公共建筑，是一个国家建筑科技发展水平的重要标志。从20世纪80年代开始，沈士钊就带领学生研究大跨度空间结构的理论基础。“这个过程就像盖楼房一样，一砖一瓦，从零开始，从稳定性、抗风性、抗震性等入手，逐渐构建起完整的理论体系。”沈士钊的学生、哈尔滨工业大学副校长范锋回忆说，研究过程非常艰苦，必须坐板凳才能干。
主导多个大型项目的研究，用技术服务实际项目
1982年，沈士钊参与吉林省滑冰场的设计。当时，他们既没有相关的技术资料钢结构 协会，也没有计算机等专业辅助设备。沈士钊和团队昼夜不停地在实验室里，手工完成大量计算，相关计算资料堆积了一尺多高。“那是一段难忘的记忆。搞技术，光提出理论、发表文章是不够的，技术必须服务于实际工程，用在工程上。”沈士钊说。
经过20多年的发展和完善，沈士钊研究的基于钢材料的大跨度空间结构技术在大型公共建筑中得到越来越多的应用。
自2003年起，沈士钊就以北京奥运会场馆评定委员会空间结构专家的身份，参与“鸟巢”的设计和建设。“要攻克难题，就要攻克最难的骨头；要做事，就要做国家最需要的事。”沈士钊说。
“鸟巢”最初设计时，就有一个“盖子”，关闭后可以作为室内体育场使用。但这种大跨度结构需要用到大量钢材，而且结构自重很高。“理论上没问题，但施工有风险，需要用到大量钢材。”沈士钊说。
为此，沈世钊提出了一个可能的解决方案，就是在保持“鸟巢”外形不变的情况下，把顶部的伸缩屋面去掉，然后适当扩大中央开口，这样就大大减少了建筑的结构自重和固定荷载，提高了安全性，还减少了钢材的用量。经过专家的反复论证，沈世钊的建议得到了认可。结果，“鸟巢”采用了中间开口的设计，而沈世钊也带领设计团队迅速拿出了新的设计图，大大加快了“鸟巢”的建设进度。
除了参与“鸟巢”建设，沈士钊还参与了“中国天眼”的设计。其中，有一项世界首创技术，就是沈士钊团队研发的主动反射面结构体系。沈士钊介绍，“中国天眼”的精度与反射面面积有直接关系。
“中国天眼”总工程师南仁东曾说，“‘中国天眼’捕捉外太空信号，就如同在雷声中捕捉蝉鸣，没有超灵敏的‘耳朵’，根本分辨不出来。”沈士钊团队研制的主动反射面结构体系，正是让这只“耳朵”灵敏的关键。“它本质上是一个超大跨度、超高精度、实时可调形状的巨型机械系统，对现有的结构工程技术是一个巨大的挑战。”沈士钊说。
面对挑战，沈士钊团队充分发挥大跨度空间结构技术经验，经过一系列计算试验、对比优化，最终确定了设计方案。“虽然施工过程中遇到不少困难，但最终每个节点的误差不超过5毫米，很不容易。”沈士钊回忆说，整个建设过程耗时8年，他的团队还在项目中培养了3名博士和8名硕士。
努力教书育人，培养我国现代空间结构领域的后备人才
为国家培养人才是沈士钊一生的事业，无论取得了多少成就，他始终强调自己是一名人民教师。
沈士钊曾说：“我此生有幸为人师，有机会与全世界最优秀的人才一起学习、分享知识，深感荣幸。”他为人才培养和梯队建设投入了大量的精力。
在研究过程中，沈士钊总有意识地给学生提供锻炼的机会，既给了他们压力，也给了他们阶梯。范峰回忆说，自己博士论文的研究方向是大跨空间结构抗震，立项时，负责人写成“沈士钊”；验收时钢结构 协会，沈士钊把课题负责人写成“范峰”。“感觉就像父亲带领孩子前进一样。”范峰说。在这样的学术氛围中，哈尔滨工业大学在大跨空间结构领域培养了一支充满活力、一流的学术团队。
沈士钊对学生说得最多的就是“深挖基础”和“坚持实践”。“做研究不能浮躁，基础研究很重要。”沈士钊说，“深挖基础就是打好专业基础，就像盖大楼要打地基一样；坚持实践就是对一个课题进行深入钻研，使研究本身更加具有实践性。”在近70年的教学生涯中，沈士钊这样说过，这样做过……
记者笔记
加强研究基础
攀登科学高峰
70多年前，他从2000多公里外的家乡来到冰城哈尔滨，为建筑工程研究贡献自己的心血；20世纪70年代，他又从原来的木结构研究“跨越”到国家发展所需的钢结构研究，完成了许多标志性建筑的设计和施工……在人生的征程中，沈士钊经历了很多次“跨越”，但“是否对国家有利”是他选择的唯一依据。
爱国主义是科学家精神的重要内涵。在沈士钊看来，做科研不能只顾眼前而忽视长远；真正的大学问，关乎社会责任、民族大义。怀着这样的信念，沈士钊不断积累、打下坚实的科研基础，取得了诸多成果；他言行一致，知行合一，在科学道路上攀登了一座又一座高峰。
