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摘  要：本文闡述了我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展中的經(jīng)驗、問題和教訓(xùn)，用科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)及專業(yè)知識來分析國內(nèi)外已建工程的成敗得失。根據(jù)對國外著名工程案例爭論的剖析，分析了我國重大標(biāo)志性工程結(jié)構(gòu)體系中的問題，得出實事求是的科學(xué)結(jié)論，并對鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的健康發(fā)展提出切實可行和中肯的建議。

關(guān)鍵詞：科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)；結(jié)構(gòu)體系；可持續(xù)發(fā)展原則；健康發(fā)展

一、前言

目前，國內(nèi)外都處在一個經(jīng)濟建設(shè)時期。進入21世紀(jì)前后，我國進行了大規(guī)模的基本建設(shè)，尤其北京亞運會、北京奧運會、十一屆全運會、上海世博會、廣州亞運會等國際大型盛會的舉辦，工程項目繁花似錦，豐富多彩。但是在大型鋼結(jié)構(gòu)工程輝煌成就的背后，還隱藏著少量體系繁瑣、施工艱難、耗資巨大的結(jié)構(gòu)另類。人類社會付出了巨大的資源消耗和浪費，國家和納稅人承載了巨大的財力、物力負(fù)擔(dān)。進入2009年以后，我國又宣布幾十座城市進入“資源耗竭城市”行列。面臨如此嚴(yán)峻的形勢和問題，是專業(yè)工作者認(rèn)真思考一下我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展中的不健康因素和存在問題的時候了，難道我們還能無動于衷地漠視一些非科學(xué)發(fā)展觀的因素來影響我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的健康發(fā)展嗎？

如何正確理解國內(nèi)外著名工程建設(shè)項目上紛爭多年的分歧觀點和看法？那就是爭論雙方都應(yīng)以科學(xué)的判別標(biāo)準(zhǔn)，實事求是的客觀態(tài)度去總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，去分析成敗得失?？茖W(xué)標(biāo)準(zhǔn)并不難詮釋，它主要應(yīng)包括：科學(xué)發(fā)展觀、科學(xué)歷史觀、科學(xué)是非觀和科學(xué)人生觀等內(nèi)容?？茖W(xué)標(biāo)準(zhǔn)也不難界定：它應(yīng)是全面反映自然規(guī)律和人類發(fā)展進步的客觀準(zhǔn)則，它能有效地促進生產(chǎn)力發(fā)展和人類進步。換句話說，它能充分地體現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的原則，豐富和提高人類的生命價值。

二、用科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)回顧過去、審視現(xiàn)在、展望將來

(一) 專業(yè)知識是科學(xué)是非觀的依據(jù)

對一項綜合性工程得失的判斷也應(yīng)由多種專業(yè)共同參與和審評，以往的建筑中也曾有過成功的建筑和失敗的結(jié)構(gòu)設(shè)計，或蹩腳的建筑、先進的結(jié)構(gòu)等工程。結(jié)構(gòu)工作者應(yīng)以社會責(zé)任感、敬業(yè)精神和專業(yè)知識去評說工程得失就更體現(xiàn)準(zhǔn)確性、可信性和科學(xué)性。那么工程結(jié)構(gòu)專業(yè)知識的理論基礎(chǔ)是哪幾門學(xué)科？即力學(xué)系列（理論力學(xué)，材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，巖土力學(xué)，流體力學(xué)，彈塑性力學(xué)，斷裂力學(xué)等），材料學(xué)，營造學(xué)等。具體判斷的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)常體現(xiàn)在下列的技術(shù)信息中：

1．結(jié)構(gòu)體系的正確性與資源效益的最大化程度成正比；

5．結(jié)構(gòu)體系的制造：多用軋材，少用焊材。桿件規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化、批量化是設(shè)計的方向，加工上實現(xiàn)流水化、自動化、工業(yè)化、商品化。

6．結(jié)構(gòu)體系的安裝：擴大拼裝單元，塊體或整體吊裝，采用平行滑移施工，多點同步施工，機械化施工。

(二) 對國外歷史著名工程進行科學(xué)分析

進行了極限設(shè)計。巴黎上流社會及士紳名人等保守勢力反對突兀的鐵塔破壞城市的風(fēng)格與景觀，實質(zhì)上為工業(yè)革新力量與社會保守舊勢力之爭。歷史證明后者是錯誤的。

2．悉尼歌劇院(1957-1973，圖2)——為建筑師伍特重設(shè)計。由于懸臂空間薄殼的計算和施工難以實現(xiàn)，1963年改為Y形和T形高肋混凝土拱后才解決結(jié)構(gòu)方案。加以外形與內(nèi)部空間無合理聯(lián)系，冗余空間大，實用舞臺?。坏ㄖ煨蛢?yōu)美，組成的獨特景觀又為一部分人欣賞，所以，形成毀譽參半的建筑物。工程建設(shè)歷時16年，耗資超預(yù)算14倍，撤換建設(shè)部長一名。爭論源于原設(shè)計脫離當(dāng)時科技水平及違背實際情況，批評了空想唯美主義不重功能的思想等。事實證明批評者的科學(xué)態(tài)度和務(wù)實精神是正確的。

4．盧浮宮廣場金字塔(1988，圖4)——華裔建筑師貝聿銘設(shè)計。塔高H=22m，由鋼結(jié)構(gòu)和666塊玻璃組成的金字塔完成了盧浮宮博物館擴建工程，改進了混亂的人流交叉缺陷。在不損害歷史建筑和影響廣場古典氛圍下，構(gòu)成地下入口大廳簡潔的基本幾何形體——金字塔，作為采光頂是主從關(guān)系和諧的絕佳選擇。為此法國總統(tǒng)密特朗親授法蘭西共和國勛章給貝聿銘。部分守舊勢力認(rèn)為金字塔干擾了盧浮宮古典形象的呼聲很快被金字塔完善的建筑功能和廣場上新添的絢麗與活力而掩蓋，金字塔終成為盧浮宮廣場上一朵奇葩。 

 綜觀上述國外有過爭議的著名工程，1、4是審美觀念之爭，2、3是技術(shù)是非之爭。觀念之爭會在社會的前進中做出歷史的公正裁決，而是非之爭卻要在摒除權(quán)利的干擾后，在科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)下得出符合發(fā)展規(guī)律的技術(shù)結(jié)論。

(三) 對我國現(xiàn)代標(biāo)志性工程的專業(yè)評論

1．國家體育場(圖5)——主承重結(jié)構(gòu)體系由24榀不同尺寸、形狀的格構(gòu)式平面框架組成，跨度在百米以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出框架體系的最佳跨度范圍30~40m，形成巨大彎矩，需求超常超厚板件，形成超重巨型、扭曲構(gòu)件。因而，產(chǎn)生前所未有的制造、安裝、維護、保養(yǎng)等難題。幾經(jīng)優(yōu)化后的鋼結(jié)構(gòu)自重仍達(dá)5.2萬t，但承擔(dān)的屋面荷載總重才0.5萬t。屋面維護結(jié)構(gòu)由雙層膜面組成，屋頂上形成2400個封閉的“水池”，不得不安裝1800臺水泵進行雨后排水，成為建筑屋蓋設(shè)計中無人會仿效的劣品。2008年8月8日奧運會兩個月后，就開始對建筑物膜面進行維修清洗。而結(jié)構(gòu)設(shè)計中的先天隱患及結(jié)構(gòu)內(nèi)未知的高額殘余應(yīng)力等弊端尚待顯現(xiàn)。六十大慶后在“鳥巢“中展出的大型演唱會，其功能轉(zhuǎn)變的工程量巨大，服務(wù)期短暫，投資效益低下，造成人力財力及資源的浪費。“鳥巢”的耗鋼量達(dá)650kg/m2，為奧運會其他場館的幾倍至十幾倍。創(chuàng)建了歷屆世界奧運會主場館用鋼量之最，耗資31億元。復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)中高額殘余應(yīng)力及材料硬化等危險隱患尚未顯現(xiàn)。“鳥巢”剛剛服役一年多，其“三高”支付（投資高，運營高，維修高）的本質(zhì)，暴露無遺。這真是一項耗資耗材超大，結(jié)構(gòu)華而不實、弄巧成拙的“手工藝品”工程。

2．CCTV新樓(圖6)——是布哈斯為荷蘭商業(yè)街設(shè)計的35m高層建筑的放大版。建筑造型傾斜扭曲，違反自然法則和抗震原理。環(huán)形建筑空間不利于防火防震，隱患叢生。為新奇怪誕付出的代價達(dá)50億元，超過第11屆全運會對全部體育設(shè)施及新建場館的投資總合46億元。國家需要對此承擔(dān)超級財力、物力、人力的長期投入，僅建筑物混凝土基礎(chǔ)底板厚度就達(dá)7~10m，大量物資材料深埋地下，并要對CCTV大樓可能的災(zāi)難重演進行防范。理所當(dāng)然地“大褲衩”在北京十大現(xiàn)代優(yōu)秀建筑物評選中落敗。設(shè)計人布哈斯在清華大學(xué)發(fā)表的“名言”，更證實了CCTV大樓是他奇特構(gòu)思的國外試驗場。最近，他又爆出自己怪誕的性崇拜設(shè)計意圖，激起我國廣大人民的義憤。這一工程開辟了怪誕高層建筑在中國大地上成功進軍的先例。這是繼沙特利亞德國際體育場之后，中國又成為第二個為外國技術(shù)提供無償試驗場地的富有發(fā)展中國家，影響深遠(yuǎn)。

3．國家大劇院(圖7)——建筑造型與地理環(huán)境的錯位和建筑設(shè)計與建筑功能的錯位是這個“政績工程”的兩大要害。建設(shè)投資與市場經(jīng)營也是一個難解的矛盾。巨殼下的建筑群設(shè)計是設(shè)計師安德魯1993大阪海洋館設(shè)計的再版，但位于紅墻綠瓦的中華古建筑群中心的光亮圓殼卻破壞了此項世界文化遺產(chǎn)的風(fēng)格與和諧。六十國慶聯(lián)歡夜景顯示“鳥蛋”因?qū)?ldquo;另類”，其建筑輪廓被迫黑化屏蔽，雖被命名為北京十大優(yōu)秀建筑之一，奈名不副實，亦難現(xiàn)“風(fēng)采”。零功能的單薄巨殼又埋下了災(zāi)害下的結(jié)構(gòu)隱患。昂貴的造價（21億元）及高額的運營維修費用以及三個劇場的斷續(xù)演出能力使“自負(fù)盈虧”的中央批示難以實現(xiàn)。

4．北京電視中心新樓(圖8)——雖然日本人設(shè)計H=236m的全鋼框架結(jié)構(gòu)的用鋼量（400kg/m2以上）并不小，但我國的設(shè)計與施工單位成功地優(yōu)化改造原設(shè)計，創(chuàng)造性引入了預(yù)應(yīng)力技術(shù)，采用“強迫位移法”對立柱截斷施工以調(diào)節(jié)框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力，節(jié)約鋼材達(dá)20%左右。體現(xiàn)了我國設(shè)計人員對待國外中標(biāo)方案的科學(xué)態(tài)度和成功優(yōu)化，顯示了中國人的聰明與才智。