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鋼結構設計兩大瓶頸待突破
瀏覽次數：2659次發(fā)布時(shí)間：2014/06/25
　　近年來(lái)，我國建筑鋼結構得到了迅猛發(fā)展，其形式越來(lái)越新穎，鋼結構設計與施工技術(shù)也越來(lái)越先進(jìn)。鳥(niǎo)巢、水立方、央視新址大樓、廣州電視塔、上海環(huán)球中心等具有代表性的鋼結構建筑達到了世界領(lǐng)先水平。美國《時(shí)代》周刊評選出的2007年世界十大建筑奇跡，其中第六、七、八位分別是中國的鳥(niǎo)巢、央視新址大樓和萬(wàn)國城。然而，在鋼結構建筑快速發(fā)展的同時(shí)，規范滯后和技術(shù)人才的嚴重缺失也令人擔憂(yōu)。因此，完善規范和提高鋼結構從業(yè)人員的技術(shù)水平與經(jīng)驗成為業(yè)內亟待解決的問(wèn)題，中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )鋼結構委員會(huì )資深專(zhuān)家丁蕓孫如是說(shuō)。
    瓶頸之一：規范滯后引發(fā)不良后果
    丁蕓孫說(shuō)，美國的行業(yè)規范一年更換一次，每年由相關(guān)組織牽頭專(zhuān)門(mén)就規范問(wèn)題召開(kāi)研討會(huì )，對規范中不合理的部分進(jìn)行修改，并向全行業(yè)發(fā)布修改通知。在美國，規范僅作為設計者的依據，設計者可根據工程的具體情況進(jìn)行設計，只要設計方案合理、安全就可以采用，有時(shí)并不一定按照規范做。但是，設計者對工程實(shí)行終身負責制，如果出現問(wèn)題，設計者須承擔責任。因此，國外設計師的責任心遠遠高于國內設計師。
    而我國的規范則十幾年不變，雖然有些規范已經(jīng)不能適應當前的要求，但仍然在使用。丁蕓孫認為，我國的規范規定比較刻板，比如，規范中的黑體字，設計單位一定要遵守，如不遵守，設計單位就會(huì )受到處罰。規范中不是黑體字的內容，如果設計單位沒(méi)有遵守，只要工程沒(méi)有出現問(wèn)題，就不會(huì )追究設計單位的責任�？偠灾�，我國的規范是硬性規定，國外規范不是硬性規定。但在國外，如果工程出現問(wèn)題，承擔責任的還是設計方。
    從我國的工程實(shí)例看，只要設計者根據規范要求設計，后期如果工程出現問(wèn)題，設計者也無(wú)須承擔責任。這樣的方式有利有弊，利處是提高了規范的權威性，全行業(yè)都要遵守規范；弊處是降低了設計師的責任感，不利于技術(shù)的進(jìn)步與提升。在我國，設計人員只要根據規范進(jìn)行設計就可以，即使采用的規范有問(wèn)題，造成工程垮塌，設計單位也不用承擔責任。在國外，設計師若發(fā)現規范有問(wèn)題，他們會(huì )積極解決問(wèn)題，發(fā)揮設計者的主觀(guān)能動(dòng)性，絕不會(huì )按照錯誤的規范條款進(jìn)行設計。
    在我國，有些規范的具體內容也存在一些問(wèn)題，比如，《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規程》）中提到已經(jīng)考慮了“陣風(fēng)系數”是不對的，這個(gè)《規程》是按照《美國MBMA鋼結構設計手冊》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“MBMA”）設定的。而《MBMA》中提出“陣風(fēng)反應考慮了兩種紊流狀態(tài)：一種是漸進(jìn)風(fēng)中的紊流，另一種是在風(fēng)路中房屋及結構引起的風(fēng)流形式遮斷后所產(chǎn)生的紊流”�！禡BMA》考慮陣風(fēng)系數是正確的，因為考慮了紊流，并且風(fēng)載按3秒計算，可以將之看作瞬時(shí)風(fēng)速。由于測量原因，瞬時(shí)風(fēng)速也只能是2秒的風(fēng)。我國的《規程》僅考慮了很少部分陣風(fēng)中的紊流，由于我國風(fēng)載是按10分鐘平均風(fēng)速設計的，與瞬時(shí)風(fēng)壓有較大差別，因此，絕不能說(shuō)《規程》已考慮了陣風(fēng)。
    丁蕓孫介紹說(shuō)，我國的《規程》是依據美國標準編制的，但在具體操作中，存在較大問(wèn)題。比如，在《規程》中有一條款寫(xiě)到，“當建筑物跨度大于60米時(shí)，在內柱適當增加柱間支撐”，言外之意就是如果建筑物跨度小于60米時(shí)，就不加支撐。這一條款是借鑒美國的《MBMA》編制的，美國在編制這一規范時(shí)，把建筑物的“蒙皮作用”作為主要考慮因素。所謂“蒙皮作用”就是鋼板和檁條的連接作用，再計算出相應的剛度和強度，得出的結論是：建筑物跨度小于60米時(shí)，可以不加支撐。而在我國，因技術(shù)水平有限，不能利用“蒙皮作用”，所以此款規定不適用于中國。而在實(shí)際操作中，有相當一部分建筑采用了這個(gè)《規程》，當遭遇大風(fēng)時(shí)，有些建筑物由于支撐薄弱而倒塌，在鑒定事故時(shí)，往往會(huì )歸于天災。事實(shí)上，這是一個(gè)嚴重的技術(shù)問(wèn)題，至今無(wú)人重視。反之，美國公司ABC和巴特勒也采用了《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構技術(shù)規程》，但這兩家公司所建造的鋼結構建筑從未出現倒塌現象，原因是，它們利用了“蒙皮作用”，在設計時(shí)進(jìn)行了精確計算。
    丁蕓孫說(shuō)，我國規范編制人員的選擇也存在問(wèn)題。上世紀90年代前，參與規范編制的人員比例是：高校占1/3、設計單位占1/3、施工單位占1/3，這樣的比例還是比較合理的。上世紀90年代以后，參與規范編制的人員大部分是高校的教授和少量的設計單位，施工單位幾乎不參加，這樣的人員格局令人擔憂(yōu)。教授沒(méi)有設計經(jīng)驗，更沒(méi)有施工經(jīng)驗，規范編制完成后常常會(huì )存在許多問(wèn)題。
    瓶頸之二：從業(yè)人員缺乏職業(yè)培訓
    丁蕓孫認為，目前，我國的鋼結構事業(yè)蓬勃發(fā)展，但老的技術(shù)人才太少，年輕一代技術(shù)人員又經(jīng)驗不足，因此，行業(yè)發(fā)展與人才的矛盾愈來(lái)愈突出。要解決這個(gè)矛盾，只能是加快培養新一代人才，使人才發(fā)展趕上工程建設日新月異的步伐。上世紀50年代，設計人員經(jīng)常溝通，互不保留，學(xué)習交流活動(dòng)定期舉行，學(xué)術(shù)氣氛非常濃厚，而現在設計院之間基本互不往來(lái)，更不會(huì )交流。前幾年還有一些評議會(huì )，會(huì )上有些交流，后來(lái)有了審圖組，而審圖組成員中有相當一部分是從事混凝土的退休總工，并不能解決鋼結構設計中的問(wèn)題，而一些學(xué)術(shù)交流會(huì )，內容大多是圍繞新技術(shù)和重點(diǎn)工程進(jìn)行，涉及不到鋼結構設計，而且收費比較高，參會(huì )的主要是領(lǐng)導，一般的設計人員無(wú)法參加。
    目前，大部分培訓都是針對混凝土建筑的，鋼結構不是重點(diǎn)。事實(shí)上，鋼結構設計存在許多問(wèn)題。由于種種原因，這些問(wèn)題并未從根本上得到解決，在設計中存在浪費、設計不合理問(wèn)題，甚至有些設計存在安全隱患。加之當前嚴重缺乏交流平臺，雖然中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )鋼結構委員會(huì )在年度報告中提出要把培訓列入今年的工作計劃，但執行情況不甚理想。
    為此，丁蕓孫建議，相關(guān)部門(mén)應牽頭開(kāi)設一個(gè)交流和培訓的平臺，提高從業(yè)人員的水平，使鋼結構行業(yè)健康穩步發(fā)展。
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