中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
20世紀下半葉以來(lái)，大型公用鋼結構工程在國內外建筑領(lǐng)域得到廣泛應用與迅速發(fā)展。從眾多的工程實(shí)例來(lái)看，這些大型鋼結構工程具有一個(gè)共同的發(fā)展趨向，就是：建筑造型新穎化、多樣化；結構體系張力化、空間化；加工制造工業(yè)化、自動(dòng)化；安裝施工裝配化、塊體化；取材用料高強化、輕型化；服役功能高效化、全面化。
近年來(lái)，世界各國興建的大型公用建筑物，幾乎全是按照這一現代發(fā)展趨勢完成的。1988漢城奧運會(huì )主賽館(D=119.79米)和1996亞特蘭大奧運會(huì )主賽館(193米x240米)都是采用創(chuàng )新體系索穹頂。前者的屋蓋自重14.6公斤/平方米，后者38公斤/平方米，體現了優(yōu)秀鋼結構體系中的頂峰水平。而我國某個(gè)大型體育場(chǎng)，用建造四條航空母艦的鋼材，花費“探月工程”投資兩倍多的財力，去興建了一組鐵路橋梁型的重型桿件剛架結構，連接鋼板的焊縫折算總長(cháng)度達到280萬(wàn)延米，費工費料令人難以理解。
最近，國內一些專(zhuān)家學(xué)者為了促進(jìn)我國鋼結構行業(yè)健康發(fā)展，發(fā)表了許多有意義的論點(diǎn)。如：同濟大學(xué)沈祖炎院士在文章中指出，鋼結構具有輕、快、好、省四大屬性。華南理工大學(xué)王仕統教授在文中指出，鋼結構的三大核心價(jià)值是：最輕的結構、最短的工期和最好的延性。清華大學(xué)李少甫教授在文章中指出，鋼結構的基本技術(shù)特征是自重輕、塑性大、質(zhì)量?jì)?yōu)、建造快、回收多等。
鋼結構精品工程應具有四項基本特征
創(chuàng )新——體現科技進(jìn)步、工業(yè)發(fā)展和時(shí)代前進(jìn)的精神。所以工程應具備新的創(chuàng )意、設計中盡量采用新體系、新工藝、新材料。在工程中，只講規模尺寸以及工程量大小的“復制品”，是難以擔當“前所未有”的創(chuàng )新盛譽(yù)的；
高質(zhì)——鋼結構工程應當具有強大的承載力，足夠的穩度與剛度，良好的節點(diǎn)構造和優(yōu)質(zhì)的焊縫連接。眾所周知，結構工程的承載力、穩度及剛度是設計中的三大技術(shù)指標。但從鋼結構工程事故的調查及統計來(lái)看，許多結構體系的垮塌或失效是由于結構的節點(diǎn)設計不當和關(guān)鍵部位的劣質(zhì)焊縫引起的。由于在焊接高溫下引起的鋼材金相變化及結構體內的高額殘余應力，往往在焊接鋼結構體內存在著(zhù)幾類(lèi)高額應力同相疊加的致命隱患。所以采用熱軋型鋼結構要優(yōu)于焊接結構是不言而喻的；
便捷——鋼結構的制造和安裝應當快速、簡(jiǎn)捷，便于批量生產(chǎn)、塊體運輸、整體安裝，并應大量采用高強螺栓連接。設計中不應有“桿件各不相同，標高尺寸相異”的“創(chuàng )意”，更不須“焊縫延長(cháng)若干里，工人操作須穿尿不濕”的“豪言”。這樣結構在自動(dòng)化、工業(yè)化加工制造后，施工工地就會(huì )成為裝配現場(chǎng)，高空作業(yè)就改為地面操作。所以，只有精品工程工地才能出現快捷、有序、文明的施工場(chǎng)面；
經(jīng)濟——在留有充足安全裕度下，用夠鋼材強度潛力的設計，必然是合理的、經(jīng)濟的。加上預應力新技術(shù)的應用可以發(fā)揮鋼材的彈性潛能，大大降低用鋼量。加以，用自重比g/p(g=結構自重，p=荷載總重)的宏觀(guān)判別，就能夠容易地知道設計的優(yōu)劣程度。所以精品工程并非難求，它的經(jīng)濟性體現了在創(chuàng )新思想指導下，新體系、新技術(shù)、新材料、新工藝等多種優(yōu)勢疊加的總和，并符合低碳經(jīng)濟的要求。它絕非傳統結構中“挖潛”、“壓縮”式的“瘦身”。
上述精品設計四要素全面體現的關(guān)鍵，是靠設計團隊各個(gè)專(zhuān)業(yè)的密切配合與合作，尤其是建筑與結構專(zhuān)業(yè)的緊密合作最為重要。在現代大型建筑工程的興建中，在多數建筑師不熟悉掌握現代結構學(xué)科的情況下，保證設計出精品鋼結構工程的唯一途徑，就是在設計之始就成立由建筑師和結構師組成的設計團隊，共同構思，密切合作，才能創(chuàng )作出名副其實(shí)的鋼結構精品工程來(lái)。
創(chuàng )出精品鋼結構工程的要點(diǎn)
努力提高整體設計水平。精品工程的產(chǎn)生，在于主要設計人員的知識水平和創(chuàng )造能力。建筑師水平的提高主要是熟悉現代結構體系以及新材料、新工藝的特性，以便構思出科學(xué)合理的高水平建筑設計。結構師水平的提高應是改變“單專(zhuān)”的缺陷。做鋼筋混凝土結構的不懂鋼結構，做傳統鋼結構的不懂預應力鋼結構。甚至，有些鋼結構業(yè)內的同行們對焊接金相學(xué)與焊縫殘余應力等方面的基本知識也知之甚微，導致對一些病態(tài)工程漠視不顧。最近，內蒙古鄂爾多斯賽馬場(chǎng)看臺天棚工程的塌落事故，值得我們認真地思考與總結經(jīng)驗教訓。有人對預應力鋼結構和預應力混凝土結構的基本區別搞不清；也有人混淆施工中“卸載”和“落架”的專(zhuān)業(yè)概念，以訛傳訛。所以，學(xué)習補充新知識，緊跟把握新時(shí)代，應是專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的終生追求與實(shí)踐。另外，提高設計工作的管理和人文水平也是重要環(huán)節。領(lǐng)導層也需不斷“充電”，對科技發(fā)展趨向的了解和對國內外態(tài)勢的掌握，會(huì )直接影響工程的評審及方案的選擇。
完善行業(yè)健康發(fā)展的運行機制。鋼結構行業(yè)的健康發(fā)展需要有運行機制和方針政策的支持和激勵。例如，需要有良好的工作條件及環(huán)境，以培養和提高專(zhuān)業(yè)人員的素質(zhì)和水平；需要有科學(xué)合理的行業(yè)標準，以評審各類(lèi)生產(chǎn)機構的資質(zhì)，并防止劣質(zhì)產(chǎn)品和工程事故的出現。需要有嚴格公正的評審機制，把住設計、制造、驗收等各個(gè)環(huán)節，以促使健康鋼結構的產(chǎn)生。同時(shí)，也應改善和制定鼓勵優(yōu)秀設計及創(chuàng )新工程的制度及政策。例如，設立年度“精英獎”，褒優(yōu)貶劣，樹(shù)立行業(yè)正氣。在行業(yè)中長(cháng)期實(shí)行的以材料消耗量大小來(lái)計量設計費、制造費、施工費的“行規”，早該修訂。它鼓勵粗繁復的結構體系和浩大超額的材耗量，抑制了新體系、新構件、新工藝的采用，安全不符合低碳經(jīng)濟的要求。所以，認真改革這一“行規”，促進(jìn)創(chuàng )新，是引導鋼結構行業(yè)回歸健康發(fā)展之路重點(diǎn)。
盡快建設立法，把大型建筑工程的管理納入法制軌道。國家級大型建筑的興建，關(guān)系到社會(huì )文化物質(zhì)基礎的加強，國庫財力的充分高效使用，人們生活條件的提高改善和優(yōu)秀工程的示范宣傳作用等。所以應該力爭每項工程做到科學(xué)、合理、經(jīng)濟、至善至美。近年來(lái)，有些大型工程上馬迅速，服役十幾年后又被拆除。有的人在立項時(shí)理直氣壯，拆除時(shí)也振振有詞，視財富資源如糞土。如杭州浙江大學(xué)醫學(xué)院主樓(22層)、沈陽(yáng)五里河體育場(chǎng)等建筑物，都是在短期服役后，被“英年早逝”的。因此，應盡早頒布“國家建設法”，將大型工程的立項、招標、評標、設計、采購、制造、施工、驗收、運營(yíng)以及非正常拆除等環(huán)節，都納入法制管理，使工程建設的每一工序都合法合理，每一步驟都科學(xué)有序，每一措施都公開(kāi)公正。力爭避免權勢及財富方的非理性介入和干擾。（互聯(lián)網(wǎng)）
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