我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)急待解決的六大問(wèn)題(下篇)

三、對(duì)國(guó)外設(shè)計(jì)方案不能照抄照搬，對(duì)不合理的方案敢于提出挑戰(zhàn)

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，但其結(jié)構(gòu)方案很不合理、用鋼量太大、造價(jià)驚人﹗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“鳥巢”，采用了鋼結(jié)構(gòu)屋蓋和砼看臺(tái)完全脫開方案，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)”，采用了單層折板網(wǎng)殼方案，也是采用了網(wǎng)殼與看臺(tái)脫開的方案，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。經(jīng)過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)師卓有成效的挑戰(zhàn)，對(duì)國(guó)外網(wǎng)殼方案進(jìn)行了增加“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)造了世界建筑工程用鋼量的奇跡!

四、設(shè)計(jì)未充分考慮施工，給施工帶來(lái)極大困難

一些設(shè)計(jì)人員出于經(jīng)濟(jì)利益，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！嚴(yán)重者會(huì)給施工帶來(lái)極大困難，總的造價(jià)大量增加。如×工程設(shè)計(jì)要求屋蓋最后合攏的溫度為14oc±4oc，但本工程合攏時(shí)正值盛夏，中午時(shí)鋼材表面溫度達(dá)到55oc，為滿足14oc合攏要求，曾提出“深挖井、添冰塊、噴冰水”的區(qū)域降溫的方案，如真的按此方案執(zhí)行，不但耗費(fèi)國(guó)家大量財(cái)力和物力，而且其后果也是不堪設(shè)想！當(dāng)前許多重大鋼結(jié)構(gòu)工程都采用了全焊接結(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。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)，會(huì)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。

五、設(shè)計(jì)過(guò)于保守或過(guò)于“先進(jìn)”，不恰當(dāng)?shù)娜我馓岣咴O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或降低設(shè)計(jì)安全等級(jí)

一些設(shè)計(jì)人員對(duì)復(fù)雜工程缺乏經(jīng)驗(yàn)，心中無(wú)底，盲目追求高標(biāo)準(zhǔn)，造成設(shè)計(jì)過(guò)于保守，任意加大安全等級(jí)，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不分主次，重要性系數(shù)取值任意加大，桿件“應(yīng)力比”取值太低;焊縫等級(jí)不分區(qū)別一律取一級(jí)全熔透焊縫;鋼材等級(jí)不分使用條件和部位也一律取c級(jí)或d級(jí)；鋼材強(qiáng)度級(jí)別不管是否必要隨意采用高強(qiáng)度420Mpa、490Mpa鋼材；在不了解“焊接殘余應(yīng)力”分布規(guī)律的情況下，錯(cuò)誤的提出消除“焊接殘余應(yīng)力”。一些設(shè)計(jì)人員互相攀比，層層加馬。由于上述原因往往造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件過(guò)大，投資大量增加，這都是設(shè)計(jì)方案不合理造成的。花的是國(guó)家的錢，不是設(shè)計(jì)院的錢，工程投資加大反而會(huì)增加設(shè)計(jì)費(fèi)，設(shè)計(jì)院得到好處反而不承擔(dān)任何因工程浪費(fèi)而造成的法律責(zé)任，這種設(shè)計(jì)體制不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的狀況必

另外，也要特別注意的另外一種傾向是：在某些工程的招標(biāo)過(guò)程中，為中標(biāo)壓價(jià)，承包方盡量減少鋼材用量，致使構(gòu)件安全系數(shù)太低，受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比太大，沿海地區(qū)鋼管壁厚太小，致使構(gòu)件在安裝過(guò)程中造成桿件彎曲，由于安裝誤差太大造成大量桿件超過(guò)設(shè)計(jì)應(yīng)力，最后不得采取現(xiàn)場(chǎng)加固措施。

六、“設(shè)計(jì)規(guī)范”不能滿足當(dāng)前設(shè)計(jì)的需要，應(yīng)立即修改

隨著我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的迅速發(fā)展，鋼鐵行業(yè)已研制開發(fā)出優(yōu)質(zhì)中厚鋼板，目前可大量供應(yīng)工程應(yīng)用，并于2000年頒布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《YB4104-2000》，這種牌號(hào)的Q235GJ、Q345GJ優(yōu)質(zhì)厚鋼板有著良好的綜合性能，如低厚板效應(yīng)、良好的延性和沖擊韌性、焊接性能和抗撕裂性能，能滿足抗震設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)用厚板的各種需要，其性能已優(yōu)于日本SN50鋼、美國(guó)A572-50級(jí)鋼。新的國(guó)標(biāo)《GB/T19879-2005》新增加了390MPa、420MPa、460 MPa三個(gè)強(qiáng)度級(jí)別，已在鳥巢、央視、國(guó)貿(mào)等重大工程中應(yīng)用，當(dāng)前的“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范”都一直未對(duì)上述鋼材新標(biāo)準(zhǔn)變化做出積極的反應(yīng)，也為提出任何修改補(bǔ)充條文。致使設(shè)計(jì)與鋼材新產(chǎn)品間的矛盾日益突出，許多設(shè)計(jì)人員不敢采用新品種鋼材，為此建議立即著手修訂有關(guān)規(guī)范以滿足設(shè)計(jì)急需。