我国高性能结构工程发展的必要性及对策

　　摘 要：高性能结构工程具有高安全性、高施工性，高维护性、高环保性以及高耐久性等优点，因此是我国结构工程发展的未来趋势也是我国建筑行业发展的必由之路。文章首先分析了现阶段我国机构工程面临的问题，并由此提出了高性能结构工程的核心理念，并在此基础上给出了高性能结构工程发展的对策，以促进我国结构工程的发展。
　　
　　关键词：高性能；结构工程；问题；对策。
　　
　　1 我国结构工程存在的问题。
　　
　　随着经济社会的快速发展，我国对结构工程的需求也在逐步增大，出现了大规模的基础设施建设工程，随着各个标志性建筑的逐步完成，结构的复杂性和技术的难度也在不断提升。我国的结构工程设计材料体系以及施工等各方面均得到了突破性的发展，但随着城镇化发展进程的不断加快，基础设施建设及结构工程建设是未来发展的关键环节，也必将推动结构工程的进一步发展，对于结构工程的发展而言，与挑战并存。尽管我国的结构工程建设领域得到了突飞猛进的发展，但从安全可靠、能源消耗、空载能力、环境保护等层面来说仍然存在许多问题亟待进一步解决。相关研究表明我国的建筑能耗占全国总能耗的 32%以上，已经成为我国单向能耗最大的行业之一，建筑业所产生的建筑垃圾达到了城市垃圾总量的 30%到40%.再加上现在许多道路桥梁在设计年限之内就已经出现问题，很难达到设计标准。上述种种均是我国结构工程发展过程中凸显出来的问题，时至今日，我国的能源短缺、环境污染等问题已经十分严峻，这也为结构工程的发展提出了新的挑战。结构工程师在创造每一项作品时，都应从可持续发展的角度进行考虑和深思。
　　
　　2 高性能结构工程发展的必要性。
　　
　　针对我国结构工程所存在的各类问题，应从源头上进行解决，而高性能结构的核心在于性能，结构工程人员应不断提升结构的性能，并将其作为工程质量的判别标准之一。结构工程师应将提升结构的性能作为自己工作的职责，而不是仅仅满足于达到规范的要求。随着科学技术的不断，发展高性能结构的工程性能也在不断拓展，从之前的安全性能，逐渐扩展到包含经济性能、使用性能、施工性能、维护性能、抗爆性能，抗灾性能以及耐久性能等的综合含义。尽管一项结构工程很难同时达到上述各项性能，但是可以通过从规划阶段、设计阶段、施工阶段、运营阶段以及维护阶段直到项目的拆除等整个生命周期阶段进行综合管理，提升结构的整体性能，进而实现高性能结构工程的安全、经济、适用、耐久、美观的综合理念。任何一个时期都在追求结构的更高的性能，因为每一项工程其最终目的都是要被使用，为了实现其服务功能和预期的使用效果。安全性和经济性则是结构工程师工作的重要职责之一，安全性不仅关系到经济问题，对于人们的生命财产安全也具有直接影响，因此结构工程师应在满足安全性能的基础上尽可能的降低工程造价，提高结构工程的经济性。但安全性和经济型并不是两个不可协调的目标，可以通过合理的选择结构方案、施工方案以及施工技术等来达到安全与省钱两个目的。从结构工程的使用性能来说，结构工程作为人们生活环境的重要部分，应在保证安全、适用、经济和耐久的基础上来追求美观。其次，耐久性是结构工程的重要性能之一，过早地进行工程的拆除和重建，会造成资源的极大浪费，环境的破坏。综上所述，应保证高性能结构工程结构方案和建筑方案的合理。其次，应进行模型的分类计算，确保计算能够准确地反映结构工程的实际受力特征，并为进一步的精化、细化设计提供依据。第三，高性能结构的受力性能较好，能够有效避免裂纹、裂缝、脆性破坏等现象的出现。第四，高性能结构工程的材料利用率较高，能够发挥各不同材料的优势，进而达到取长补短的目的，实现环保等目的。第五，高性能结构工程的整体牢固性较好，可以通过采取合理的构造措施来避免结构工程出现塌陷等安全问题。第六，高性能结构工程的自重，除少数工程需要减轻震动，或者是增强抗倾覆能力之外，多数结构工程的自重较轻，不仅可以降低下部结构的造价，而且可以有效提高结构工程的跨越能力，进而提升结构的抗震性能。高性能结构工程施工方便，构造简单，能将复杂的问题简单化，进而保证工程质量，降低用工数量和劳动强度，高性能结构工程的全寿命费用较低，符合低碳环保绿色节能的发展需求。
　　
　　3 高性能结构工程发展的对策。
　　
　　3.1 应建立健全的方案论证决策机制。
　　
　　由于大型的结构工程涉及到多个专业，需要各专业之间通力配合，但我国建筑工程行业通常是由建筑专业为主，其他专业为辅，在确定建筑方案的前提下，其他专业根据建筑方案，进行进一步的深化设计，这样就导致假如建筑方案不够合理，即使其他专业及时进行弥补也无法达到预期的效果，因此应加大对建筑方案的论证决策。但目前我国针对建筑方案的论证决策机制尚不健全。因此笔者建议对于超过一定规模的重大的结构工程建设，在方案论证阶段应采用严格的论证决策机制，开展组织规划类、结构类、施工类、建筑类以及环境专家进行综合论证，并在此基础上给予决策。
　　
　　3.2 应不断推动土木工程设计施工总承包模式。
　　
　　现阶段我国土木工程的设计与施工多数是独立承包的，两者之间的沟通协调较少，而这种模式也带来了一系列的问题，从全生命周期的角度来进行结构工程评价时容易造成各个环节的浪费，对于土木工程项目的综合质量具有直接影响，由于设计单位对于施工的重视程度较低，对施工过程中的安全性和可行性考虑不够全面，而施工单位对设计过程了解不够深入，经常会出现违背设计意图的施工，进而导致工程质量工期以及成本难以有效控制。因此笔者建议应逐步建立健全的设计施工总承包模式，进而推动全生命周期控制，不断提升总承包单位的积极性。同时培育具有高素质水平的，设备与施工为一体的总承包企业和专业人员，不断调整勘察设计、施工以及监理等企业的经营结构，不断提升各类企业的综合竞争力。
　　
　　3.3 提升结构工程建设标准体系的顶层设计，对现有的机制进行进一步的改革。
　　
　　由于现阶段我国土木工程建设顶层设计编制等方面仍存在一些不足之处，对于先进的技术发展具有一定的阻碍作用，由于在进行各类标准的修订时周期过长，很难及时地反映最新的科技成果，具有一定的滞后性。其次，在进行土木工程标准的撰写和修订过程中，由某些固定的部门来进行主持，缺少相互之间的沟通与协调，进而导致不同的规范内容之间出现重叠和交叉等问题，甚至是存在一定的矛盾，很难充分的利用先进技术。对于标准性的关键条文缺少深入和长期的基础研究和调查研究，导致科学性和严谨性有一定缺失。因此笔者建议，应合理地降低标准修订的年限，尽可能地将修订年限控制在五年之内。其次负责撰写标准的单位应面向各类部门和单位。最后国家针对标准的关键加大资金投入，开展深入的基础研究和调查研究。
　　
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