鋼結構設計領域需提高設計理念以及人員素質

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

        提高我國鋼結構設計行業(yè)管理水平，提高設計隊伍的素質，是改變這種局面的唯一途徑。不可否認的是，當前我國鋼結構設計領域在設計理念、設計水平和質量、人員素質等諸多方面都還存在各種尚待解決的問題。

        照搬洋設計，缺陷不敢言

        由于自身底氣不足，對國外設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“洋設計”盡管有缺陷也照樣橫行的原因。

        當前許多重大鋼結構工程都采用了國外的建筑方案，但其中一些結構方案很不合理。由于國外結構工程師對我國地震和風荷載的特殊情況了解得不深，故設計方案在抗震設計方面很不合理，如“鳥巢”采用的鋼結構屋蓋和砼看臺完全脫開方案，幾萬噸的巨大鋼桁架所產生的地震荷載由鋼結構柱傳至柱底，而數千噸的巨大柱底水平力由與看臺基礎脫開的巨型鋼柱腳傳遞，結果造成用鋼量達到五萬噸，相當同類體育場用鋼量的四倍，這是抗地震設計極不合理的方案。

        如將數萬噸的鋼結構產生的地震力傳給砼看臺，可以減少大量的鋼材，在保持原建筑風貌不變的情況下，可使龐大笨重的鋼結構減少鋼材用量兩萬多噸。又如“深圳大運會體育場”采用的單層折板網殼方案，也是采用了網殼與看臺脫開的方案，由于大跨度單層網殼結構剛度太差，體系太柔，在風荷載作用下，遠遠超出規(guī)范的要求。在這一工程上，經過我國設計師卓有成效的挑戰(zhàn)，對國外網殼方案增加了“肩谷環(huán)”處理，使結構水平位移減少了近一倍。“新中央電視臺”采用了雙向傾斜、懸臂對接的結構形式，嚴重不規(guī)則、嚴重超限、大體量懸臂、巨大的自重使得結構特別不利于承受地震作用，是抗地震設計極不合理的方案。為滿足抗震設計要求，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，現場你犯難

        由于設計與施工的脫節(jié)，設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，不深入現場，不了解施工，自己的設計方案能否施工心中沒底。這種脫節(jié)情況嚴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，其效果也是不堪設想。又如當前許多重大鋼結構工程都采用全焊接結構，由于結構體系復雜，構件異型，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安裝偏差太大。

        為此常常采用強制構件就位的措施，結果造成桿件產生很大的施工應力。作為設計者，必須考慮這些不利因素對設計承載能力的影響，另外設計者還應該懂得焊接工藝，研究減少焊接內應力的措施，否則由于焊接工藝不當使結構產生很大的焊接內應力，降低結構安全度。以上由徐州四方網架(http://www.obfyst.cn)整理，轉載請注明謝謝！