鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩大瓶頸待突破
瀏覽次數(shù)：2266次發(fā)布時(shí)間：2014/06/25
近年來，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)得到了迅猛發(fā)展，其形式越來越新穎，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)也越來越先進(jìn)。鳥巢、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(jié)構(gòu)建筑達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。美國《時(shí)代》周刊評(píng)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巢、央視新址大樓和萬國城。然而，在鋼結(jié)構(gòu)建筑快速發(fā)展的同時(shí)，規(guī)范滯后和技術(shù)人才的嚴(yán)重缺失也令人擔(dān)憂。因此，完善規(guī)范和提高鋼結(jié)構(gòu)從業(yè)人員的技術(shù)水平與經(jīng)驗(yàn)成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問題，中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)資深專家丁蕓孫如是說。
瓶頸之一：規(guī)范滯后引發(fā)不良后果
丁蕓孫說，美國的行業(yè)規(guī)范一年更換一次，每年由相關(guān)組織牽頭專門就規(guī)范問題召開研討會(huì)，對規(guī)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(guī)范僅作為設(shè)計(jì)者的依據(jù)，設(shè)計(jì)者可根據(jù)工程的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，只要設(shè)計(jì)方案合理、安全就可以采用，有時(shí)并不一定按照規(guī)范做。但是，設(shè)計(jì)者對工程實(shí)行終身負(fù)責(zé)制，如果出現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)者須承擔(dān)責(zé)任。因此，國外設(shè)計(jì)師的責(zé)任心遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)設(shè)計(jì)師。
而我國的規(guī)范則十幾年不變，雖然有些規(guī)范已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的要求，但仍然在使用。丁蕓孫認(rèn)為，我國的規(guī)范規(guī)定比較刻板，比如，規(guī)范中的黑體字，設(shè)計(jì)單位一定要遵守，如不遵守，設(shè)計(jì)單位就會(huì)受到處罰。規(guī)范中不是黑體字的內(nèi)容，如果設(shè)計(jì)單位沒有遵守，只要工程沒有出現(xiàn)問題，就不會(huì)追究設(shè)計(jì)單位的責(zé)任�？偠灾覈囊�(guī)范是硬性規(guī)定，國外規(guī)范不是硬性規(guī)定。但在國外，如果工程出現(xiàn)問題，承擔(dān)責(zé)任的還是設(shè)計(jì)方。
從我國的工程實(shí)例看，只要設(shè)計(jì)者根據(jù)規(guī)范要求設(shè)計(jì)，后期如果工程出現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)者也無須承擔(dān)責(zé)任。這樣的方式有利有弊，利處是提高了規(guī)范的權(quán)威性，全行業(yè)都要遵守規(guī)范；弊處是降低了設(shè)計(jì)師的責(zé)任感，不利于技術(shù)的進(jìn)步與提升。在我國，設(shè)計(jì)人員只要根據(jù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)就可以，即使采用的規(guī)范有問題，造成工程垮塌，設(shè)計(jì)單位也不用承擔(dān)責(zé)任。在國外，設(shè)計(jì)師若發(fā)現(xiàn)規(guī)范有問題，他們會(huì)積極解決問題，發(fā)揮設(shè)計(jì)者的主觀能動(dòng)性，絕不會(huì)按照錯(cuò)誤的規(guī)范條款進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在我國，有些規(guī)范的具體內(nèi)容也存在一些問題，比如，《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（以下簡稱《規(guī)程》）中提到已經(jīng)考慮了“陣風(fēng)系數(shù)”是不對的，這個(gè)《規(guī)程》是按照《美國MBMA鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》（以下簡稱“MBMA”）設(shè)定的。而《MBMA》中提出“陣風(fēng)反應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shù)是正確的，因?yàn)榭紤]了紊流，并且風(fēng)載按3秒計(jì)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(guī)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(shè)計(jì)的，與瞬時(shí)風(fēng)壓有較大差別，因此，絕不能說《規(guī)程》已考慮了陣風(fēng)。
丁蕓孫介紹說，我國的《規(guī)程》是依據(jù)美國標(biāo)準(zhǔn)編制的，但在具體操作中，存在較大問題。比如，在《規(guī)程》中有一條款寫到，“當(dāng)建筑物跨度大于60米時(shí)，在內(nèi)柱適當(dāng)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(guī)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(jì)算出相應(yīng)的剛度和強(qiáng)度，得出的結(jié)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(guī)定不適用于中國。而在實(shí)際操作中，有相當(dāng)一部分建筑采用了這個(gè)《規(guī)程》，當(dāng)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(zāi)。事實(shí)上，這是一個(gè)嚴(yán)重的技術(shù)問題，至今無人重視。反之，美國公司ABC和巴特勒也采用了《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，但這兩家公司所建造的鋼結(jié)構(gòu)建筑從未出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，原因是，它們利用了“蒙皮作用”，在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行了精確計(jì)算。
丁蕓孫說，我國規(guī)范編制人員的選擇也存在問題。上世紀(jì)90年代前，參與規(guī)范編制的人員比例是：高校占1/3、設(shè)計(jì)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(jì)90年代以后，參與規(guī)范編制的人員大部分是高校的教授和少量的設(shè)計(jì)單位，施工單位幾乎不參加，這樣的人員格局令人擔(dān)憂。教授沒有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，更沒有施工經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范編制完成后常常會(huì)存在許多問題。
瓶頸之二：從業(yè)人員缺乏職業(yè)培訓(xùn)
丁蕓孫認(rèn)為，目前，我國的鋼結(jié)構(gòu)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(yàn)不足，因此，行業(yè)發(fā)展與人才的矛盾愈來愈突出。要解決這個(gè)矛盾，只能是加快培養(yǎng)新一代人才，使人才發(fā)展趕上工程建設(shè)日新月異的步伐。上世紀(jì)50年代，設(shè)計(jì)人員經(jīng)常溝通，互不保留，學(xué)習(xí)交流活動(dòng)定期舉行，學(xué)術(shù)氣氛非常濃厚，而現(xiàn)在設(shè)計(jì)院之間基本互不往來，更不會(huì)交流。前幾年還有一些評(píng)議會(huì)，會(huì)上有些交流，后來有了審圖組，而審圖組成員中有相當(dāng)一部分是從事混凝土的退休總工，并不能解決鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題，而一些學(xué)術(shù)交流會(huì)，內(nèi)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且收費(fèi)比較高，參會(huì)的主要是領(lǐng)導(dǎo)，一般的設(shè)計(jì)人員無法參加。
目前，大部分培訓(xùn)都是針對混凝土建筑的，鋼結(jié)構(gòu)不是重點(diǎn)。事實(shí)上，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在許多問題。由于種種原因，這些問題并未從根本上得到解決，在設(shè)計(jì)中存在浪費(fèi)、設(shè)計(jì)不合理問題，甚至有些設(shè)計(jì)存在安全隱患。加之當(dāng)前嚴(yán)重缺乏交流平臺(tái)，雖然中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)在年度報(bào)告中提出要把培訓(xùn)列入今年的工作計(jì)劃，但執(zhí)行情況不甚理想。
為此，丁蕓孫建議，相關(guān)部門應(yīng)牽頭開設(shè)一個(gè)交流和培訓(xùn)的平臺(tái)，提高從業(yè)人員的水平，使鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。
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