杭州超限教育綜合訊：632米，這是中國第一高樓上海中心大廈的高度。摩天大樓如何防止在地震、風(fēng)災(zāi)到來時(shí)屹立不倒，是一項(xiàng)引人關(guān)注的課題。同濟(jì)大學(xué)李杰教授團(tuán)隊(duì)將源頭創(chuàng)新的理論成果應(yīng)用于上海中心大廈抗震設(shè)計(jì)，使摩天大樓的抗震可靠性有了定量科學(xué)依據(jù)。
歷經(jīng)20多年不懈努力，李杰教授團(tuán)隊(duì)建立了原創(chuàng)性的工程結(jié)構(gòu)抗災(zāi)可靠性設(shè)計(jì)的概率密度演化理論，不僅有助于摩天大樓、大跨橋梁等土木工程結(jié)構(gòu)防災(zāi)減災(zāi)，還被國內(nèi)外學(xué)者在飛機(jī)制造、太空機(jī)器人研發(fā)、海岸演化等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在今天召開的國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，此項(xiàng)成果榮獲國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
一幢500米高的大樓包含10萬個(gè)構(gòu)件、具有數(shù)十萬個(gè)自由度，地震到來時(shí)這些構(gòu)件如何共同工作，大樓會(huì)不會(huì)損傷、破壞、垮塌，概率有多高？利用經(jīng)典理論，研究這些問題需要求解近百萬維偏微分方程，幾乎不太可能。
李杰團(tuán)隊(duì)建立的廣義概率密度演化方程，揭示了一個(gè)基本的科學(xué)規(guī)律：系統(tǒng)物理狀態(tài)的變化推動(dòng)了概率密度的演化。這大大簡化了原本極高維數(shù)的方程，為重大工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)力災(zāi)變分析和抗災(zāi)可靠性設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。通過科學(xué)分析找出建筑的薄弱點(diǎn)，可以完善設(shè)計(jì)，提高結(jié)構(gòu)可靠性。
在江蘇一幢28層大樓的設(shè)計(jì)過程中，李杰團(tuán)隊(duì)參與抗震可靠性校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)上部數(shù)層的可靠性顯著偏低。通過加裝阻尼墻，增加不太多的工程造價(jià)，就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)防烈度條件下整幢大樓可靠性提升到98%以上。在上海中心大廈設(shè)計(jì)與建造過程中，團(tuán)隊(duì)的抗震可靠性精細(xì)化分析成果也被采納應(yīng)用。
本項(xiàng)成果由李杰和陳建兵、陳雋和吳建營等教授完成，得到海內(nèi)外同行高度評價(jià)。美國工程院院士洪華生在2009年國際結(jié)構(gòu)安全性與可靠性大會(huì)特邀報(bào)告中指出：“概率密度演化理論實(shí)現(xiàn)了突破性進(jìn)展。”丹麥爵士勛章獲得者尼爾森教授將廣義概率密度演化方程定名為“李—陳方程”。
2014年，李杰榮獲美國土木工程師協(xié)會(huì)頒發(fā)的弗羅伊登瑟爾獎(jiǎng)?wù)�，�?0年來20位獲獎(jiǎng)?wù)咧械奈ㄒ粊喼迣W(xué)者。