摘  要：本文阐述了我国钢结构行业发展中的经验、问题和教训，用科学标准及专业知识来分析国内外已建工程的成败得失。根据对国外著名工程案例争论的剖析，分析了我国重大标志性工程结构体系中的问题，得出实事求是的科学结论，并对钢结构行业的健康发展提出切实可行和中肯的建议。

关键词：科学标准；结构体系；可持续发展原则；健康发展

一、前言

目前，国内外都处在一个经济建设时期。进入21世纪前后，我国进行了大规模的基本建设，尤其北京亚运会、北京奥运会、十一届全运会、上海世博会、广州亚运会等国际大型盛会的举办，工程项目繁花似锦，丰富多彩。但是在大型钢结构工程辉煌成就的背后，还隐藏着少量体系繁琐、施工艰难、耗资巨大的结构另类。人类社会付出了巨大的资源消耗和浪费，国家和纳税人承载了巨大的财力、物力负担。进入2009年以后，我国又宣布几十座城市进入“资源耗竭城市”行列。面临如此严峻的形势和问题，是专业工作者认真思考一下我国钢结构行业发展中的不健康因素和存在问题的时候了，难道我们还能无动于衷地漠视一些非科学发展观的因素来影响我国钢结构行业的健康发展吗？

如何正确理解国内外著名工程建设项目上纷争多年的分歧观点和看法？那就是争论双方都应以科学的判别标准，实事求是的客观态度去总结经验教训，去分析成败得失。科学标准并不难诠释，它主要应包括：科学发展观、科学历史观、科学是非观和科学人生观等内容。科学标准也不难界定：它应是全面反映自然规律和人类发展进步的客观准则，它能有效地促进生产力发展和人类进步。换句话说，它能充分地体现人类可持续发展的原则，丰富和提高人类的生命价值。

二、用科学标准回顾过去、审视现在、展望将来

(一) 专业知识是科学是非观的依据

对一项综合性工程得失的判断也应由多种专业共同参与和审评，以往的建筑中也曾有过成功的建筑和失败的结构设计，或蹩脚的建筑、先进的结构等工程。结构工作者应以社会责任感、敬业精神和专业知识去评说工程得失就更体现准确性、可信性和科学性。那么工程结构专业知识的理论基础是哪几门学科？即力学系列（理论力学，材料力学，结构力学，岩土力学，流体力学，弹塑性力学，断裂力学等），材料学，营造学等。具体判断的科学标准常体现在下列的技术信息中：

1．结构体系的正确性与资源效益的最大化程度成正比；

5．结构体系的制造：多用轧材，少用焊材。杆件规格化、标准化、批量化是设计的方向，加工上实现流水化、自动化、工业化、商品化。

6．结构体系的安装：扩大拼装单元，块体或整体吊装，采用平行滑移施工，多点同步施工，机械化施工。

(二) 对国外历史著名工程进行科学分析

进行了极限设计。巴黎上流社会及士绅名人等保守势力反对突兀的铁塔破坏城市的风格与景观，实质上为工业革新力量与社会保守旧势力之争。历史证明后者是错误的。

2．悉尼歌剧院(1957-1973，图2)——为建筑师伍特重设计。由于悬臂空间薄壳的计算和施工难以实现，1963年改为Y形和T形高肋混凝土拱后才解决结构方案。加以外形与内部空间无合理联系，冗余空间大，实用舞台小；但建筑造型优美，组成的独特景观又为一部分人欣赏，所以，形成毁誉参半的建筑物。工程建设历时16年，耗资超预算14倍，撤换建设部长一名。争论源于原设计脱离当时科技水平及违背实际情况，批评了空想唯美主义不重功能的思想等。事实证明批评者的科学态度和务实精神是正确的。

4．卢浮宫广场金字塔(1988，图4)——华裔建筑师贝聿铭设计。塔高H=22m，由钢结构和666块玻璃组成的金字塔完成了卢浮宫博物馆扩建工程，改进了混乱的人流交叉缺陷。在不损害历史建筑和影响广场古典氛围下，构成地下入口大厅简洁的基本几何形体——金字塔，作为采光顶是主从关系和谐的绝佳选择。为此法国总统密特朗亲授法兰西共和国勋章给贝聿铭。部分守旧势力认为金字塔干扰了卢浮宫古典形象的呼声很快被金字塔完善的建筑功能和广场上新添的绚丽与活力而掩盖，金字塔终成为卢浮宫广场上一朵奇葩。 

 综观上述国外有过争议的著名工程，1、4是审美观念之争，2、3是技术是非之争。观念之争会在社会的前进中做出历史的公正裁决，而是非之争却要在摒除权利的干扰后，在科学标准下得出符合发展规律的技术结论。

(三) 对我国现代标志性工程的专业评论

1．国家体育场(图5)——主承重结构体系由24榀不同尺寸、形状的格构式平面框架组成，跨度在百米以上，远远超出框架体系的最佳跨度范围30~40m，形成巨大弯矩，需求超常超厚板件，形成超重巨型、扭曲构件。因而，产生前所未有的制造、安装、维护、保养等难题。几经优化后的钢结构自重仍达5.2万t，但承担的屋面荷载总重才0.5万t。屋面维护结构由双层膜面组成，屋顶上形成2400个封闭的“水池”，不得不安装1800台水泵进行雨后排水，成为建筑屋盖设计中无人会仿效的劣品。2008年8月8日奥运会两个月后，就开始对建筑物膜面进行维修清洗。而结构设计中的先天隐患及结构内未知的高额残余应力等弊端尚待显现。六十大庆后在“鸟巢“中展出的大型演唱会，其功能转变的工程量巨大，服务期短暂，投资效益低下，造成人力财力及资源的浪费。“鸟巢”的耗钢量达650kg/m2，为奥运会其他场馆的几倍至十几倍。创建了历届世界奥运会主场馆用钢量之最，耗资31亿元。复杂焊接结构中高额残余应力及材料硬化等危险隐患尚未显现。“鸟巢”刚刚服役一年多，其“三高”支付（投资高，运营高，维修高）的本质，暴露无遗。这真是一项耗资耗材超大，结构华而不实、弄巧成拙的“手工艺品”工程。

2．CCTV新楼(图6)——是布哈斯为荷兰商业街设计的35m高层建筑的放大版。建筑造型倾斜扭曲，违反自然法则和抗震原理。环形建筑空间不利于防火防震，隐患丛生。为新奇怪诞付出的代价达50亿元，超过第11届全运会对全部体育设施及新建场馆的投资总合46亿元。国家需要对此承担超级财力、物力、人力的长期投入，仅建筑物混凝土基础底板厚度就达7~10m，大量物资材料深埋地下，并要对CCTV大楼可能的灾难重演进行防范。理所当然地“大裤衩”在北京十大现代优秀建筑物评选中落败。设计人布哈斯在清华大学发表的“名言”，更证实了CCTV大楼是他奇特构思的国外试验场。最近，他又爆出自己怪诞的性崇拜设计意图，激起我国广大人民的义愤。这一工程开辟了怪诞高层建筑在中国大地上成功进军的先例。这是继沙特利亚德国际体育场之后，中国又成为第二个为外国技术提供无偿试验场地的富有发展中国家，影响深远。

3．国家大剧院(图7)——建筑造型与地理环境的错位和建筑设计与建筑功能的错位是这个“政绩工程”的两大要害。建设投资与市场经营也是一个难解的矛盾。巨壳下的建筑群设计是设计师安德鲁1993大阪海洋馆设计的再版，但位于红墙绿瓦的中华古建筑群中心的光亮圆壳却破坏了此项世界文化遗产的风格与和谐。六十国庆联欢夜景显示“鸟蛋”因属“另类”，其建筑轮廓被迫黑化屏蔽，虽被命名为北京十大优秀建筑之一，奈名不副实，亦难现“风采”。零功能的单薄巨壳又埋下了灾害下的结构隐患。昂贵的造价（21亿元）及高额的运营维修费用以及三个剧场的断续演出能力使“自负盈亏”的中央批示难以实现。

4．北京电视中心新楼(图8)——虽然日本人设计H=236m的全钢框架结构的用钢量（400kg/m2以上）并不小，但我国的设计与施工单位成功地优化改造原设计，创造性引入了预应力技术，采用“强迫位移法”对立柱截断施工以调节框架结构内力，节约钢材达20%左右。体现了我国设计人员对待国外中标方案的科学态度和成功优化，显示了中国人的聪明与才智。