近些年來(lái)我國(guó)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(xiàng)目，使我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)水平得到很大提高。一些由我國(guó)自行設(shè)計(jì)的項(xiàng)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(jì)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(guó)國(guó)情的好作品。但與此同時(shí)，當(dāng)前各地一些重大項(xiàng)目，從政府主管到建設(shè)單位仍基本上傾向于委托國(guó)外設(shè)計(jì)，其中一些項(xiàng)目結(jié)構(gòu)方案并不合理，一味強(qiáng)調(diào)造型新奇怪異，致使結(jié)構(gòu)用鋼量過(guò)大，施工難度高，造價(jià)驚人。

        提高我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)管理水平，提高設(shè)計(jì)隊(duì)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(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)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(wèn)題。

        照搬洋設(shè)計(jì)，缺陷不敢言

        由于自身底氣不足，對(duì)國(guó)外設(shè)計(jì)方案只能照抄照搬，對(duì)不合理的方案往往也不敢提出挑戰(zhàn)，是造成“洋設(shè)計(jì)”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(guó)外的建筑方案，但其中一些結(jié)構(gòu)方案很不合理。由于國(guó)外結(jié)構(gòu)工程師對(duì)我國(guó)地震和風(fēng)荷載的特殊情況了解得不深，故設(shè)計(jì)方案在抗震設(shè)計(jì)方面很不合理，如“鳥(niǎo)巢”采用的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋和砼看臺(tái)完全脫開(kāi)方案，幾萬(wàn)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(tái)基礎(chǔ)脫開(kāi)的巨型鋼柱腳傳遞，結(jié)果造成用鋼量達(dá)到五萬(wàn)噸，相當(dāng)同類體育場(chǎng)用鋼量的四倍，這是抗地震設(shè)計(jì)極不合理的方案。

        如將數(shù)萬(wàn)噸的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的地震力傳給砼看臺(tái)，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?jī)扇f(wàn)多噸。又如“深圳大運(yùn)會(huì)體育場(chǎng)”采用的單層折板網(wǎng)殼方案，也是采用了網(wǎng)殼與看臺(tái)脫開(kāi)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(guò)我國(guó)設(shè)計(jì)師卓有成效的挑戰(zhàn)，對(duì)國(guó)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(tái)”采用了雙向傾斜、懸臂對(duì)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(jì)極不合理的方案。為滿足抗震設(shè)計(jì)要求，耗鋼達(dá)到12萬(wàn)多噸，創(chuàng)造了我國(guó)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(chǎng)你犯難

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

        我國(guó)的一些設(shè)計(jì)人員，整天埋在辦公室的圖紙堆里，理論脫離實(shí)際，不深入現(xiàn)場(chǎng)，不了解施工，自己的設(shè)計(jì)方案能否施工心中沒(méi)底。這種脫節(jié)情況嚴(yán)重的會(huì)給施工帶來(lái)極大困難，總的造價(jià)大量增加。如某工程設(shè)計(jì)要求屋蓋最后合龍的溫度為14℃±4℃，但工程合龍時(shí)正值盛夏，中午時(shí)鋼材表面溫度達(dá)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(fèi)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(diǎn)的桿件太多，大量的高空不同方向的對(duì)接必然會(huì)出現(xiàn)安裝偏差太大。

        為此常常采用強(qiáng)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(jì)者，必須考慮這些不利因素對(duì)設(shè)計(jì)承載能力的影響，另外設(shè)計(jì)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://usmcgrad.net)整理，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明謝謝！