我国建筑钢结构设计改进的方法有哪些

　　近些年来我国建筑钢结构发展迅速，建成了或正在建设一大批大跨度及高层钢结构，如鸟巢、水立方、国家大剧院、中央电视台、上海环球中心、广州电视塔等，这些项目的建设使我国钢结构的设计水平得到很大提高。一些由我国自行设计的项目达到一个新的水平，如361米跨度的斜拱马鞍形网壳—南京奥体中心，122米索承网壳—济南奥体中心等工程都是建筑方案新颖，结构受力合理，节省钢材，符合我国国情的好作品。但也应该指出，当前一些重大项目基本上都由国外设计，其中不少项目结构方案不够合理，用钢量太大，造价惊人，不符合中国国情。面对当前大批工程上马，我们的设计体制、设计理念、设计水平、设计质量、设计人员素质还远远不能适应，还有许多急待解决的问题。

一.设计深度不够，设计院将自己的设计任务转驾给加工企业，造成质量下降

不少设计单位，钢结构的设计水平比较低，承担工程的设计者多为刚毕业不久的博士，缺乏实践经验，更缺乏钢结构的设计知识，盲目照搬规范，套程序，对关键技术不进行研究，对所设计的成果心中没底，只给出‘构件布置图’就算完成了任务，而有些布置图只是一个简单的单线条图，对关键的“节点设计”不分具体情况一律采用“全焊接节点”或“全铸钢节点”《图一》，至于这种节点是否安全、构造是否合理、是否能做出来心中一概无底，将应该设计的“节点构造”、“支座详图”、“施工安装”等都交给加工企业，设计院只做到了“方案设计”或初步设计的深度，将施工图交给加工厂，加工厂缺乏计算软件，又将施工图任务转包出去，由于这些分包单位缺乏专业配套知识，对设计总体要求不明确，往往所做出的图纸不符合原设计要求，存在严重的质量隐患。有的加工厂为了节约钢材，降低造价，盲目进行钢材优化，结果造成工程质量事故，如×工程，优化后造成杆件太小，致使施工过程中数百个杆件失稳。给国家重点工程造成重大损失。“施工图设计”由设计院完成，这是建设部早有规定的，也是设计院义不容辞的责任，施工图设计必须满足设计深度的要求，“施工图设计”、“深化设计”职责不清，互相扯皮的情况应立即得到纠正。

二、对国外设计方案不能照抄照搬，对不合理的方案敢于提出挑战

当前许多重大钢结构工程 都采用了国外的建筑方案，但其结构方案很不合理、用钢量太大、造价惊人﹗由于国外结构工程师对我国地震和风荷载的特殊情况了解得不深，故设计方案在抗震设计方面很不合理，如“鸟巢”，采用了钢结构屋盖和砼看台完全脱开方案，几万吨的巨大钢桁架所产生的地震荷载由钢结构柱传至柱底，而数千吨的巨大柱底水平力由与看台基础脱开的巨型钢柱脚传递，结果造成用钢量达到五万吨，相当同类体育场用钢量的四倍，这是抗地震设计极不合理的方案，如将数万吨的钢结构产生的地震力传给砼看台，可以减少大量的钢材，在保持原建筑风貌不变的情况下，可使庞大笨重的钢结构减少钢材用量两万多吨。又如“深圳大运会体育场”，采用了单层折板网壳方案，也是采用了网壳与看台脱开的方案，由于大跨度单层网壳结构刚度太差，体系太柔，在风荷载作用下，远远超出规范的要求。经过我们设计师卓有成效的挑战，对国外网壳方案进行了增加“肩谷环”处理，使结构水平位移减少了近一倍。“新中央电视台”采用了双向倾斜、悬臂对接的结构形式，严重不规则、严重超限、大体量悬臂、巨大的自重使得结构特别不利于承受地震作用，是抗地震设计极不合理的方案，为满足抗震设计要求，耗钢达到12万多吨，创造了我国单体建筑工程用钢量之最。也创造了世界建筑工程用钢量的奇迹!

三、设计项目层层转包造成设计质量下降

设计项目层层转包主要表现在：当前各大设计院的设计任务相当繁重，所承揽的工艺及综合专业部分设计收费较高，而钢结构部分却是难啃的硬骨头，费工费力收费低，不愿意承接钢结构设计任务，或者缺乏钢结构的设计经验，故往往将钢结构部分分包给另一单位。如山东某体育馆，原为北京某大设计院设计，后将钢结构部分转包给厦门一家设计院，此院苦于不会设计又将钢结构部分包给××大学。经专家审查后发现，设计方案、计算模型、抗震理念均存在大量问题。层层转包的另一表现为借用“资质”或者叫“买图标”，一些无资质的单位，拿到工程后，用买来的图标搞设计，使设计质量存在重大隐患。当前设计市场比较混乱，对设计质量缺乏法制管理，缺乏严格的检查和监督，所出现多项倒塌事故无不与设计资质有关。如不规范市场，严格资质管理，会造成严重后果。