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科技創新 設計先行

2020.10.09

由中國建筑金屬結構協會、廣東省空間結構學會主辦的“影響中國――第二屆中國鋼結構產業高峰論壇”將于12月17日~19日在廣東省東莞市召開。會議前夕,記者采訪了廣東省空間結構學會理事長、國家一級注冊結構工程師王仕統教授。

記者:王教授,為什么把第二屆中國鋼結構產業高峰論壇的主題定為“未來10年中國鋼結構產業的和諧發展?”

王仕統:和諧這個詞在很多地方都適用,也很重要。社會需要和諧、人與自然需要和諧、人與人之間需要和諧,鋼結構行業也需要和諧。我希望在未來的10年內,設計出來的鋼結構建筑基本上能體現鋼結構的三大核心價值――***輕的結構、***短的工期和***的延性。

記者:很多人都認為,只要是鋼結構建筑就是綠色建筑,這個說法對嗎?

王仕統:笨重、怪異以及現場焊接的鋼結構建筑就很難說是綠色建筑了。所謂綠色建筑,就是在建筑全壽命周期內,***限度地節能、節地、節水、節材,在保護環境的同時減少污染,為人們提供健康、適應和***的使用空間,與自然和諧共生的建筑。20世紀90年代,發達國家探索可持續建筑之路,名為“綠色建筑挑戰”,即采用新技術、新材料、新設備、新工藝,實行綜合化設計,使建筑在滿足功能時所耗資源、能源***少。

記者:鋼結構建筑要達到綠色建筑的標準***關鍵的是什么?

王仕統:我認為,精心設計***重要。鋼結構行業包括設計與施工(制造與安裝),設計是龍頭。我在各種場合多次提出精心設計的四大步驟:結構方案、截面高度、結構布局、結點構造,其中***重要的就是要正確選擇結構方案,如果方案選錯了,優化無大用。眾所周知,選擇籃球運動員和舉重運動員的標準是不同的,選擇高個子的姚明當籃球運動員是正確的,如果選姚明去當舉重運動員,怎么優化培養也是浪費時間,因為重壓之下都會屈曲失效,這就是舉重運動員為什么個子都不高的原因。此外,結構方案選對后還要正確選擇結構截面高度,否則也會產生笨重、不“健康”的鋼結構。譬如,某機場預應力鋼桁架,跨度僅45.6米,選用彎矩結構方案是正確的,但是桁架截面高度卻選擇了8米,跨度和高度比例嚴重失調。我認為,合理的截面高度有3米就足夠了。

記者:造成這樣的原因是什么?

王仕統:我認為可能是建筑師和結構師在工作中配合得不好,所以才產生不協調的笨重結構。

記者:還有具體工程實例嗎?

王仕統:譬如,某體育場工程大跨度300米左右,仍采用平面桁架系彎矩結構,用鋼量高達800公斤/平方米。再譬如,某全鋼結構高塔,頂上懸出75米,嚴重違背抗震設計規范的強制性條文。這些怪異的鋼結構極大地增加了用鋼量和施工艱難程度,不符合黨的十七屆五中全會的有關精神。

記者:2009年設立的“粵鋼獎”是不是基于這個原因不強調用鋼量的噸位?

王仕統:是的。我學會設立的“粵鋼獎”不特別強調工程的用鋼噸位,但規定了“粵鋼獎”應具有一定的規模和社會影響力。目前,國內某些鋼結構獎項強調用鋼量的噸位,使人誤認為用鋼量越多的鋼結構建筑越好,這與鋼結構固有的三大核心價值之一――***輕的結構是相違背的。在“粵鋼獎”的設計獎中,我們特別強調結構方案合理、施工方便(含涂裝)、結構輕量化、結點小型化以及簡潔的構件布局。

記者:為什么?

王仕統:因為設計與施工的標準是不同的,設計遵循的是結構哲理――少費多用,并要考慮施工方便;而施工的優良是質量、精度、工法的體現。就目前來說,很多設計都不合理,已經造成設計水平越低、施工水平就越高的現狀。

記者:第16屆亞運會已經在廣州召開,您和會員單位為亞運會場館的建設提供過哪些服務?

王仕統:我親自參與了廣州電視塔、西塔和部分亞運會場館可行性研究和方案評選。我會的理事單位――中建鋼構、滬寧鋼機、精工、杭蕭、巨力、江河等企業也為這些重大工程作出了貢獻。

記者:針對目前我國鋼結構行業的現狀您有什么看法?

王仕統:目前,我國鋼結構一級施工資質企業約450家,能參與2008北京奧運會、2010上海世博會、2010廣州亞運會、2011深圳大運會等大型鋼結構工程施工的企業不到5%。一方面說明復雜、笨重、怪異的鋼結構設計加大了施工難度;另一方面也表明我國鋼結構施工科技和技能的整體水平與先進國家還有較大差距。

記者:如何改變現狀?

王仕統:為實現我國鋼結構設計與施工的和諧,首先必須把設計搞好,實現鋼結構固有的三大核心價值,其中的***短工期就是指設計出來的鋼結構,應該是工廠焊接大單元、工地用高強螺栓進行單元一次拼裝。鋼結構施工的關鍵是拼工廠焊接質量、工地高強螺栓拼裝、精度和工法,而不是我國目前拼現場特厚鋼板焊接、特重件吊裝。就鋼結構行業的長遠發展來講,企業應該兼并重組,提高產業集中度,發展擁有國際知名品牌和核心競爭力的大、中型企業,提升小企業專業化分工協作水平;企業要強化研發和營銷能力,弱化發展鋼結構制造基地,避免基地的重復建設。

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