摘  要：本文闡述了我國鋼結構行業發展中的經驗、問題和教訓，用科學標準及專業知識來分析國內外已建工程的成敗得失。根據對國外著名工程案例爭論的剖析，分析了我國重大標志性工程結構體系中的問題，得出實事求是的科學結論，并對鋼結構行業的健康發展提出切實可行和中肯的建議。

關鍵詞：科學標準；結構體系；可持續發展原則；健康發展

一、前言

目前，國內外都處在一個經濟建設時期。進入21世紀前后，我國進行了大規模的基本建設，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。但是在大型鋼結構工程輝煌成就的背后，還隱藏著少量體系繁瑣、施工艱難、耗資巨大的結構另類。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、物力負擔。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。面臨如此嚴峻的形勢和問題，是專業工作者認真思考一下我國鋼結構行業發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發展觀的因素來影響我國鋼結構行業的健康發展嗎？

如何正確理解國內外著名工程建設項目上紛爭多年的分歧觀點和看法？那就是爭論雙方都應以科學的判別標準，實事求是的客觀態度去總結經驗教訓，去分析成敗得失?？茖W標準并不難詮釋，它主要應包括：科學發展觀、科學歷史觀、科學是非觀和科學人生觀等內容?？茖W標準也不難界定：它應是全面反映自然規律和人類發展進步的客觀準則，它能有效地促進生產力發展和人類進步。換句話說，它能充分地體現人類可持續發展的原則，豐富和提高人類的生命價值。

二、用科學標準回顧過去、審視現在、展望將來

(一) 專業知識是科學是非觀的依據

對一項綜合性工程得失的判斷也應由多種專業共同參與和審評，以往的建筑中也曾有過成功的建筑和失敗的結構設計，或蹩腳的建筑、先進的結構等工程。結構工作者應以社會責任感、敬業精神和專業知識去評說工程得失就更體現準確性、可信性和科學性。那么工程結構專業知識的理論基礎是哪幾門學科？即力學系列（理論力學，材料力學，結構力學，巖土力學，流體力學，彈塑性力學，斷裂力學等），材料學，營造學等。具體判斷的科學標準常體現在下列的技術信息中：

1．結構體系的正確性與資源效益的最大化程度成正比；

5．結構體系的制造：多用軋材，少用焊材。桿件規格化、標準化、批量化是設計的方向，加工上實現流水化、自動化、工業化、商品化。

6．結構體系的安裝：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分析

進行了極限設計。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格與景觀，實質上為工業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)——為建筑師伍特重設計。由于懸臂空間薄殼的計算和施工難以實現，1963年改為Y形和T形高肋混凝土拱后才解決結構方案。加以外形與內部空間無合理聯系，冗余空間大，實用舞臺??；但建筑造型優美，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。工程建設歷時16年，耗資超預算14倍，撤換建設部長一名。爭論源于原設計脫離當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態度和務實精神是正確的。

4．盧浮宮廣場金字塔(1988，圖4)——華裔建筑師貝聿銘設計。塔高H=22m，由鋼結構和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系和諧的絕佳選擇。為此法國總統密特朗親授法蘭西共和國勛章給貝聿銘。部分守舊勢力認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利的干擾后，在科學標準下得出符合發展規律的技術結論。

(三) 對我國現代標志性工程的專業評論

1．國家體育場(圖5)——主承重結構體系由24榀不同尺寸、形狀的格構式平面框架組成，跨度在百米以上，遠遠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、扭曲構件。因而，產生前所未有的制造、安裝、維護、保養等難題。幾經優化后的鋼結構自重仍達5.2萬t，但承擔的屋面荷載總重才0.5萬t。屋面維護結構由雙層膜面組成，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。而結構設計中的先天隱患及結構內未知的高額殘余應力等弊端尚待顯現。六十大慶后在“鳥巢“中展出的大型演唱會，其功能轉變的工程量巨大，服務期短暫，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650kg/m2，為奧運會其他場館的幾倍至十幾倍。創建了歷屆世界奧運會主場館用鋼量之最，耗資31億元。復雜焊接結構中高額殘余應力及材料硬化等危險隱患尚未顯現。“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，暴露無遺。這真是一項耗資耗材超大，結構華而不實、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街設計的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50億元，超過第11屆全運會對全部體育設施及新建場館的投資總合46億元。國家需要對此承擔超級財力、物力、人力的長期投入，僅建筑物混凝土基礎底板厚度就達7~10m，大量物資材料深埋地下，并要對CCTV大樓可能的災難重演進行防范。理所當然地“大褲衩”在北京十大現代優秀建筑物評選中落敗。設計人布哈斯在清華大學發表的“名言”，更證實了CCTV大樓是他奇特構思的國外試驗場。最近，他又爆出自己怪誕的性崇拜設計意圖，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提供無償試驗場地的富有發展中國家，影響深遠。

3．國家大劇院(圖7)——建筑造型與地理環境的錯位和建筑設計與建筑功能的錯位是這個“政績工程”的兩大要害。建設投資與市場經營也是一個難解的矛盾。巨殼下的建筑群設計是設計師安德魯1993大阪海洋館設計的再版，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的風格與和諧。六十國慶聯歡夜景顯示“鳥蛋”因屬“另類”，其建筑輪廓被迫黑化屏蔽，雖被命名為北京十大優秀建筑之一，奈名不副實，亦難現“風采”。零功能的單薄巨殼又埋下了災害下的結構隱患。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演出能力使“自負盈虧”的中央批示難以實現。

4．北京電視中心新樓(圖8)——雖然日本人設計H=236m的全鋼框架結構的用鋼量（400kg/m2以上）并不小，但我國的設計與施工單位成功地優化改造原設計，創造性引入了預應力技術，采用“強迫位移法”對立柱截斷施工以調節框架結構內力，節約鋼材達20%左右。體現了我國設計人員對待國外中標方案的科學態度和成功優化，顯示了中國人的聰明與才智。