鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域需提高設(shè)計理念以及人員素質(zhì)

        近些年來我國建成或正在建設(shè)的一大批大跨度及高層鋼結(jié)構(gòu)建筑項目，使我國鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計水平得到很大提高。一些由我國自行設(shè)計的項目如361米跨度的斜拱馬鞍形網(wǎng)殼——南京奧體中心，122米索承網(wǎng)殼—濟南奧體中心等工程，都是建筑方案新穎，結(jié)構(gòu)受力合理，節(jié)省鋼材網(wǎng)架，是符合我國國情的好作品。但與此同時，當(dāng)前各地一些重大項目，從政府主管到建設(shè)單位仍基本上傾向于委托國外設(shè)計，其中一些項目結(jié)構(gòu)方案并不合理，一味強調(diào)造型新奇怪異，致使結(jié)構(gòu)用鋼量過大，施工難度高，造價驚人。

        提高我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計行業(yè)管理水平，提高設(shè)計隊伍的素質(zhì)，是改變這種局面的唯一途徑。不可否認(rèn)的是，當(dāng)前我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域在設(shè)計理念、設(shè)計水平和質(zhì)量、人員素質(zhì)等諸多方面都還存在各種尚待解決的問題。

        照搬洋設(shè)計，缺陷不敢言

        由于自身底氣不足，對國外設(shè)計方案只能照抄照搬，對不合理的方案往往也不敢提出挑戰(zhàn)，是造成“洋設(shè)計”盡管有缺陷也照樣橫行的原因。

        當(dāng)前許多重大鋼結(jié)構(gòu)工程都采用了國外的建筑方案，但其中一些結(jié)構(gòu)方案很不合理。由于國外結(jié)構(gòu)工程師對我國地震和風(fēng)荷載的特殊情況了解得不深，故設(shè)計方案在抗震設(shè)計方面很不合理，如“鳥巢”采用的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋和砼看臺完全脫開方案，幾萬噸的巨大鋼桁架所產(chǎn)生的地震荷載由鋼結(jié)構(gòu)柱傳至柱底，而數(shù)千噸的巨大柱底水平力由與看臺基礎(chǔ)脫開的巨型鋼柱腳傳遞，結(jié)果造成用鋼量達到五萬噸，相當(dāng)同類體育場用鋼量的四倍，這是抗地震設(shè)計極不合理的方案。

        如將數(shù)萬噸的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的地震力傳給砼看臺，可以減少大量的鋼材，在保持原建筑風(fēng)貌不變的情況下，可使龐大笨重的鋼結(jié)構(gòu)減少鋼材用量兩萬多噸。又如“深圳大運會體育場”采用的單層折板網(wǎng)殼方案，也是采用了網(wǎng)殼與看臺脫開的方案，由于大跨度單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)剛度太差，體系太柔，在風(fēng)荷載作用下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出規(guī)范的要求。在這一工程上，經(jīng)過我國設(shè)計師卓有成效的挑戰(zhàn)，對國外網(wǎng)殼方案增加了“肩谷環(huán)”處理，使結(jié)構(gòu)水平位移減少了近一倍。“新中央電視臺”采用了雙向傾斜、懸臂對接的結(jié)構(gòu)形式，嚴(yán)重不規(guī)則、嚴(yán)重超限、大體量懸臂、巨大的自重使得結(jié)構(gòu)特別不利于承受地震作用，是抗地震設(shè)計極不合理的方案。為滿足抗震設(shè)計要求，耗鋼達到12萬多噸，創(chuàng)造了我國單體建筑工程用鋼量之最，也創(chuàng)造了世界建筑工程“瘋狂用鋼”的奇跡。

        紙上我談兵，現(xiàn)場你犯難

        由于設(shè)計與施工的脫節(jié)，設(shè)計根本不考慮或未能充分考慮施工，這給施工帶來極大困難。

        我國的一些設(shè)計人員，整天埋在辦公室的圖紙堆里，理論脫離實際，不深入現(xiàn)場，不了解施工，自己的設(shè)計方案能否施工心中沒底。這種脫節(jié)情況嚴(yán)重的會給施工帶來極大困難，總的造價大量增加。如某工程設(shè)計要求屋蓋最后合龍的溫度為14℃±4℃，但工程合龍時正值盛夏，中午時鋼材表面溫度達到55℃，為滿足合龍的溫度要求，甚至提出“深挖井、添冰塊、噴冰水”的局部降溫方案，方案如果執(zhí)行，不但耗費大量人力物力，其效果也是不堪設(shè)想。又如當(dāng)前許多重大鋼結(jié)構(gòu)工程都采用全焊接結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜，構(gòu)件異型，相交于節(jié)點的桿件太多，大量的高空不同方向的對接必然會出現(xiàn)安裝偏差太大。

        為此常常采用強制構(gòu)件就位的措施，結(jié)果造成桿件產(chǎn)生很大的施工應(yīng)力。作為設(shè)計者，必須考慮這些不利因素對設(shè)計承載能力的影響，另外設(shè)計者還應(yīng)該懂得焊接工藝，研究減少焊接內(nèi)應(yīng)力的措施，否則由于焊接工藝不當(dāng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生很大的焊接內(nèi)應(yīng)力，降低結(jié)構(gòu)安全度。以上由徐州四方網(wǎng)架(http://hljum.com.cn)整理，轉(zhuǎn)載請注明謝謝！