2021年11月3日上午，2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。故宮博物院參與、東南大學(xué)作為第一完成單位的項目“中國城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)多尺度保護理論、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得2020年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎（圖1），這是我院首次獲得此項殊榮，也是文博行業(yè)的首個殊榮。我院故宮學(xué)研究所研究館員周乾博士作為團隊成員之一獲此殊榮（圖2）。

圖1  故宮博物院獲獎證書

圖2  周乾博士獲獎證書

“中國城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)多尺度保護理論、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用 ”項目的主要內(nèi)容，是針對世界現(xiàn)有城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)保護模式和方法的技術(shù)瓶頸，首次提出城鎮(zhèn)-街區(qū)-建筑遺產(chǎn)多尺度保護概念，揭示了城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)多尺度保護的內(nèi)在機理，建立了城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)整體保護的理論模型，突破了城鎮(zhèn)建筑遺產(chǎn)的多尺度保護關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，創(chuàng)建了新舊共生的歷史城市與本土建筑設(shè)計方法，系統(tǒng)建立了一套擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、面向城市-街區(qū)-建筑遺產(chǎn)的多尺度保護理論和技術(shù)體系，并運用于北京、南京、杭州、宜興及緬甸妙烏等多個國內(nèi)外建筑遺產(chǎn)保護工程項目。本項目的主持人為東南大學(xué)的王建國院士，7家單位、15名專家參與了本項目。

此次申報國家科學(xué)進步獎的主要完成單位為：東南大學(xué)、中國建筑設(shè)計研究院有限公司、中國城市規(guī)劃設(shè)計研究院、故宮博物院、中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所、中國建筑第八工程局有限公司、浙江大學(xué)。主要完成人為：王建國、崔愷、趙中樞、朱光亞、陳薇、淳慶、周乾、傅大放、陳富龍、丁志強、董衛(wèi)、穆保崗、張云升、張暉、李新建。

周乾博士作為項目團隊核心成員之一與其他三位團隊成員參會（圖3）。

圖3  項目團隊參會成員合影

周乾博士在本項目中的主要貢獻為：

1. 科學(xué)評估了中國明清官式木構(gòu)古建筑的抗震機制。基于理論分析、數(shù)值模擬、靜動力試驗與工程實踐的結(jié)合的方法，對明清官式木構(gòu)古建筑在地震作用下的平擺浮擱柱底、梁柱榫卯、分層斗拱、低矮梁架和厚重屋頂?shù)目拐鹦阅苓M行了科學(xué)評價，獲得了典型構(gòu)造、節(jié)點的力-變形滯回曲線等耗能相關(guān)參數(shù)，對比分析了中國古代木結(jié)構(gòu)與現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)的抗震機制差異，探討了木構(gòu)古建不同構(gòu)造蘊含的減震和隔震機制，提出了木構(gòu)古建結(jié)構(gòu)動力分析的簡化模型。

2. 基于理論分析與靜力試驗相結(jié)合的方法，科學(xué)評價了木構(gòu)古建采用傳統(tǒng)鐵箍墩接和包鑲法加固古建筑糟朽柱根、傳統(tǒng)扒鋦加固古建筑榫卯節(jié)點的有效性和適用范圍，提出了基于“包裹”理念的榫卯節(jié)點加固的改進方法，即改變傳統(tǒng)加固方法中將鐵件“釘”入木構(gòu)件的理念，采用鐵質(zhì)的榫卯，通過搭扣連接、包裹在節(jié)點外表面的方式進行加固，并進行了科學(xué)論證。該方法滿足加固效果好、不破壞文物、加固件易更換、對文物外觀影響小等需求，提升了我國木結(jié)構(gòu)文物的科學(xué)保護水平。

3. 建立了木構(gòu)古建的精細化有限元模型。基于木材三維各項異性特點，引入木材非線性本構(gòu)模型，考慮木構(gòu)件之間的接觸作用，合理化劃分模型網(wǎng)格，并通過調(diào)整木材本構(gòu)模型來考慮單元尺寸的影響，建立了明清官式木構(gòu)古建筑不同構(gòu)造、節(jié)點及結(jié)構(gòu)整體精細化有限元分析模型。上述模型有利于全面、深入地探討木構(gòu)古建筑地科學(xué)抗震機制和科學(xué)保護的有效方法。

國家科學(xué)技術(shù)獎屬于我國最高科技獎。要摘取這項桂冠，需經(jīng)過重重篩選。其評選流程為：省級政府、國務(wù)院有關(guān)部門推薦或最高獎獲得者個人推薦——院士、專家對推薦人選進行咨詢、打分——國家最高科技獎勵評審委員會評選——國家科技獎勵委員會審定——科技部核準——報國務(wù)院批準——國家主席簽署證書，頒發(fā)獎金。

我院獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎的殊榮，既是動力，也是責(zé)任。這將進一步激勵我院科研工作者不懈努力，勇攀科學(xué)高峰，為使我院文化遺產(chǎn)保護更加科學(xué)化而拼搏奉獻、努力奮斗。