钢结构建筑优化设计尤为重要[转载]

对建筑工程而言，设计的重要性不言而喻，然而建筑钢结构的优化设计尤为重要，同样一个项目由于结构设计上的差别结果会截然不同。如北京国家体育场的结构形式独具一格。它采用整体承重结构由一系列空间刚架绕着内环旋转而成，形成棱形结构，体现了设计者的理念。若改为其他结构型式，恐怕就是另一种建筑艺术风格。对一个大型钢结构建筑，工程技术人员如何处理好钢结构设计与建设过程中的诸多关系，记者专访了我国资深钢结构专家、华南理工大学教授王仕统先生。

    记者：作为国内资深的钢结构专家，您在各种学术研讨会上多次谈起钢结构设计的四大步骤，其具体内容是什么？有何实际指导意义？

    王教授：近几年，钢结构在大城市已经引起重视和得到应用，许多大型工程、形象工程都采用了钢结构。如北京的奥运场馆，上海的金茂大厦、环球金融中心，广州国际会展中心等。各种数据表明，钢结构已逐步改变了我国建筑业由混凝土结构和砌体结构一统天下的局面。由此对我们钢结构工程技术人员提出了更高的要求。作为钢结构工程的第一步，结构设计选型是至关重要的。我多次以各种方式表明钢结构设计要遵循的四大步骤：首先是结构方案(概念设计)，这是钢结构设计的灵魂，选用什么样的结构方案对工程的成败有直接的影响。第二是构件布局，采用什么样的构件布局，各个承载点力的分配，都需要进行严格的计算。第三是截面形状，它不仅要求结构件最大限度地承受压力，而且要求截面的形状在人的视觉中有艺术感。第四是结点构造的小型化，它要求结构件在造价上是最经济的，而且占用最小的空间。现在有的钢结构建筑只注重建筑外型的形式，片面强调建筑的艺术个性化设计，却造成建筑结构的不合理。我们的工程技术人员一定要从实际出发，讲究工程设计的合理、科学性。

    记者：在各种大型钢结构建筑中，特别是大型公共钢结构建筑，屋盖备受众人瞩目，它是审视整个钢结构建筑优劣的重要评价标准。您所讲的衡量大跨度屋盖结构优劣的五个指标是什么？

    王教授：这个问题很重要，大型钢结构建筑屋盖结构的优劣直接影响到对整个工程的评价，总体上衡量大跨度屋盖结构优劣的五大指标为：材料强度是否充分发挥；支座推(拉)力处理是否合理；钢结构的制造、安装费用是否少；屋盖的跨度是否大；屋盖结构是否有艺术的张力这五大指标。这五大指标又是相互关连的，比如材料强度是否充分发挥与制造、安装费用有着直接关系，材料强度只有最大限度发挥，才是最经济的，成本才会降低。大的屋盖结构形式不仅结构要合理，而且要有艺术的感染力。应该说，我国钢结构发展速度是迅猛的，成绩是喜人的，但与发达国家相比，差距还不小。在发达国家，钢结构建筑已成为城市的重要建筑。钢结构建筑的结构形式不仅要美观，而且要以最小的单位面积承载最大的力，这里就有结构、材料、安装等诸多因素。

    记者：您多次强调作为钢结构工程技术人员在设计中要处理好六种关系，具体内容是什么？

    王教授：要处理好材料与建筑的关系；建筑(艺术)与结构(力度)的关系；结构与施工的关系；梁式结构与屋盖空间结构的关系；科技人员的学术魅力与人格魅力(社会责任感)的关系；国外中标与国内配合深化设计的关系。空间结构的建造及其采用的技术往往反映了一个国家的建筑技术水平，建筑材料与建筑结构有着密切关系。近年来，世界各国在大型建筑物中采用了一些规模宏大、形式新颖、技术先进的空间结构体系，充分体现了空间结构的优越性，集中反映了当今的世界潮流，像张拉整体结构、膜结构、开合结构、折叠结构、玻璃结构等就基本代表了当前世界空间结构发展的方向。这些类型的结构，在国外的很多大型工程中已经得到应用。我们的工程技术人员要站在世界空间结构技术的前沿，不断更新知识，以先进的理念指导设计工作，以最大的社会责任感和科技人员的学术魅力，为我国的钢结构事业添砖加瓦。

   

    专家简介

    王仕统 国家一级注册结构工程师，华南理工大学教授。现任广东省空间结构学会理事长、广东省科学技术协会全省委员会委员、中国(建设部)建筑钢结构委员会专家组成员、中国钢协结构稳定与疲劳协会理事、中国高效预应力砼发展与推广委员会委员、中国土木工程学会高耸结构委员会委员、广东省科技评审专家、广州市建设事业科学技术委员会委员、广州市建设工程招标——投标专家。