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精心設計:鋼結構行業健康發展的關鍵

來源:鋼結構網 瀏覽次數: 日期:2014年10月10日 10:12

  20世紀下半葉以來,大型公用鋼結構工程在國內外建筑領域得到廣泛應用與迅速發展。從眾多的工程實例來看,這些大型鋼結構工程具有一個共同的發展趨向,就是:建筑造型新穎化、多樣化;結構體系張力化、空間化;加工制造工業化、自動化;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,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展趨勢完成的。1988漢城奧運會主賽館(D=119.79米)和1996亞特蘭大奧運會主賽館(193米x240米)都是采用創新體系索穹頂。前者的屋蓋自重14.6公斤/平方米,后者38公斤/平方米,體現了優秀鋼結構體系中的頂峰水平。而我國某個大型體育場,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度達到280萬延米,費工費料令人難以理解。
     最近,國內一些專家學者為了促進我國鋼結構行業健康發展,發表了許多有意義的論點。如:同濟大學沈祖炎院士在文章中指出,鋼結構具有輕、快、好、省四大屬性。華南理工大學王仕統教授在文中指出,鋼結構的三大核心價值是:最輕的結構、最短的工期和最好的延性。清華大學李少甫教授在文章中指出,鋼結構的基本技術特征是自重輕、塑性大、質量優、建造快、回收多等。
     鋼結構精品工程應具有四項基本特征
     創新——體現科技進步、工業發展和時代前進的精神。所以工程應具備新的創意、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”的創新盛譽的;
     高質——鋼結構工程應當具有強大的承載力,足夠的穩度與剛度,良好的節點構造和優質的焊縫連接。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指標。但從鋼結構工程事故的調查及統計來看,許多結構體系的垮塌或失效是由于結構的節點設計不當和關鍵部位的劣質焊縫引起的。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幾類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、簡捷,便于批量生產、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“創意”,更不須“焊縫延長若干里,工人操作須穿尿不濕”的“豪言”。這樣結構在自動化、工業化加工制造后,施工工地就會成為裝配現場,高空作業就改為地面操作。所以,只有精品工程工地才能出現快捷、有序、文明的施工場面;
     經濟——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、經濟的。加上預應力新技術的應用可以發揮鋼材的彈性潛能,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)的宏觀判別,就能夠容易地知道設計的優劣程度。所以精品工程并非難求,它的經濟性體現了在創新思想指導下,新體系、新技術、新材料、新工藝等多種優勢疊加的總和,并符合低碳經濟的要求。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鍵,是靠設計團隊各個專業的密切配合與合作,尤其是建筑與結構專業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,才能創作出名副其實的鋼結構精品工程來。
     創出精品鋼結構工程的要點
     努力提高整體設計水平。精品工程的產生,在于主要設計人員的知識水平和創造能力。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,以便構思出科學合理的高水平建筑設計。結構師水平的提高應是改變“單專”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,有些鋼結構業內的同行們對焊接金相學與焊縫殘余應力等方面的基本知識也知之甚微,導致對一些病態工程漠視不顧。最近,內蒙古鄂爾多斯賽馬場看臺天棚工程的塌落事故,值得我們認真地思考與總結經驗教訓。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”的專業概念,以訛傳訛。所以,學習補充新知識,緊跟把握新時代,應是專業技術人員的終生追求與實踐。另外,提高設計工作的管理和人文水平也是重要環節。領導層也需不斷“充電”,對科技發展趨向的了解和對國內外態勢的掌握,會直接影響工程的評審及方案的選擇。
     完善行業健康發展的運行機制。鋼結構行業的健康發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境,以培養和提高專業人員的素質和水平;需要有科學合理的行業標準,以評審各類生產機構的資質,并防止劣質產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、驗收等各個環節,以促使健康鋼結構的產生。同時,也應改善和制定鼓勵優秀設計及創新工程的制度及政策。例如,設立年度“精英獎”,褒優貶劣,樹立行業正氣。在行業中長期實行的以材料消耗量大小來計量設計費、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,安全不符合低碳經濟的要求。所以,認真改革這一“行規”,促進創新,是引導鋼結構行業回歸健康發展之路重點。
     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,關系到社會文化物質基礎的加強,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、合理、經濟、至善至美。近年來,有些大型工程上馬迅速,服役十幾年后又被拆除。有的人在立項時理直氣壯,拆除時也振振有詞,視財富資源如糞土。如杭州浙江大學醫學院主樓(22層)、沈陽五里河體育場等建筑物,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、運營以及非正常拆除等環節,都納入法制管理,使工程建設的每一工序都合法合理,每一步驟都科學有序,每一措施都公開公正。力爭避免權勢及財富方的非理性介入和干擾。
 

所屬類別: 人力資源

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