輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

【學(xué)員問題】輕型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的更新？

【解答】一是首選化。改革開放前，受鋼產(chǎn)量的限制，我國在節(jié)約用鋼基本國策的指導(dǎo)下，建筑鋼結(jié)構(gòu)僅在重型工業(yè)廠房、大跨度公共建筑以及塔桅結(jié)構(gòu)中使用。改革開放后，隨著鋼產(chǎn)量的大幅度增加，國家的政策變?yōu)楹侠碛娩摵头e極用鋼。但由于多方面的原因，鋼結(jié)構(gòu)仍然集中在高層、大跨度公共建筑和工業(yè)建筑中，民用建筑應(yīng)用的很少。這造成了設(shè)計(jì)人員一直以來形成的理念是鋼結(jié)構(gòu)是工程造價(jià)高，設(shè)計(jì)和施工復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)體系，除重要的大型工程外，普通建筑很少采用鋼結(jié)構(gòu)。加上設(shè)計(jì)人員認(rèn)識得不全面，對鋼結(jié)構(gòu)耐火、防腐、剛性水平等存在疑慮，設(shè)計(jì)時(shí)首先不會想到采用鋼結(jié)構(gòu)，使理念與實(shí)踐形成了一種惡性循環(huán)。

二是一體化。目前，我國設(shè)計(jì)界通常的做法是確立建筑方案后，再去考慮結(jié)構(gòu)、施工和造價(jià)等問題。把鋼結(jié)構(gòu)作為技術(shù)手段去實(shí)現(xiàn)新、奇、特的建筑造型，而非發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)本身優(yōu)異的性能。鋼結(jié)構(gòu)建筑有其自身的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)在很大程度上制約并決定著建筑的造型和空間，而結(jié)構(gòu)體系和施工技術(shù)是否高效合理，又關(guān)系著建造成本、維護(hù)成本和拆除成本等建筑物全壽命的成本問題。因此，鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑造型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該從整體出發(fā)，實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)。建筑造型富有很強(qiáng)的力學(xué)原理，一些造型本身就決定著抗風(fēng)性能和抗震性能的優(yōu)劣。國內(nèi)外歷次大地震均表明，特別不規(guī)則的建筑都受到嚴(yán)重破壞。因此，在初步設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該通過科學(xué)、理性的一體化設(shè)計(jì)，將那些先天不足的建筑造型剔除，以免后續(xù)被動(dòng)地在結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新去彌補(bǔ)這些先天不足，造成資金和資源的巨大浪費(fèi)。一體化的設(shè)計(jì)需要建筑師、結(jié)構(gòu)工程師和其他相關(guān)學(xué)科的技術(shù)人員全力合作，實(shí)現(xiàn)建筑藝術(shù)與結(jié)構(gòu)技術(shù)的完美結(jié)合。

三是優(yōu)化。目前，國內(nèi)設(shè)計(jì)院的建筑師和結(jié)構(gòu)工程師對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)較為熟悉，相對來說，對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不很熟悉，特別是在鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系選擇、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造處理和構(gòu)件優(yōu)化問題上。結(jié)構(gòu)體系選擇的優(yōu)劣是影響結(jié)構(gòu)性能和結(jié)構(gòu)造價(jià)的關(guān)鍵。鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)在整個(gè)結(jié)構(gòu)中非常重要，節(jié)點(diǎn)的用鋼量也在結(jié)構(gòu)用鋼量中占很大比例。節(jié)點(diǎn)構(gòu)造處理得好，會改善結(jié)構(gòu)性能，也能降低結(jié)構(gòu)造價(jià)。對于構(gòu)件優(yōu)化這個(gè)問題，設(shè)計(jì)院幾乎都不做這個(gè)工作，設(shè)計(jì)師也不考慮這個(gè)問題。應(yīng)當(dāng)采用激勵(lì)的機(jī)制調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)師的積極性。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時(shí)溝通、指正。