“九五”期间我国高层及大跨结构工程

<B>“九五”期间我国高层及大跨结构工程</B>
一、概况
　　人类为了改善与扩充其生活空间，总是不断地向更高更大的空间发展，因此，建造高层及跨度结构工程就成为建筑科学中的热点，也往往是衡量一个国家建筑技术水平的重要标志。

　　“九五”期间，我国高层及大夸大结构又有了新的发展。从高度来说，上海金贸大厦，地上88层、高420m，是当前中国最高的建筑，施工中创造了一系列新的超高层施工技术，获得1999年国家科技进步一等奖。从跨度来说，北京首都机场四机位机库是世界上最大的飞机检修库之一，屋盖采用双跨153m、进深90m的三层网架，其跨度 和覆盖面积都是国内最大的。由于采用了先进的设计与施工技术，获得1998年北京市科技进步一等奖，1999年中国土木工程詹天佑大奖。
与“八五”未对比，当时国内最高的建筑是北京京广中心，地上57层、高208m，跨度最大的机库在广州白云机场，单跨80m。其后，10年内建筑的高度与跨度都有成倍的增长。为了实现这些工程，设计技术，材料与施工方法都有相应的进展，并且是和科研与技术创新密切配合的。

　　二、科学理论和关键技术的重大进展
　　高层及大跨度结构的应用是同相应的理论研究同步发展的，过去的研究主要偏重于静力作用下的结构性和分析方法，以满足一般设计工作的要求。“九五”期间，一些更为基础性的理论研究也受到了重视，并且从静力拓展到抗震和风的动力问题，取得了如下一些重要的成果。

　　1、网壳结构的稳定性
　　稳定性是网壳结构设计中的关键问题，过去采用以连续化理论为基础的解析方法有很大的局限性，随着计算机的发展和非线性有限元方法的兴起，使网壳稳定性得以采用非线性全过程分析开开展研究。在此基础上对2800余例各种形式的网壳，采用大规模参数分析方法，在国际上首先提出网壳稳定性验算的实用公式。这些公式已列入正在编制的“网壳结构技术规程”。

　　2、抗震抗风理论及其应用
　　中国是一个多地震国家，沿海地区又经常受到台风袭击，因此抗震抗风就成为高层及跨度结构设计中的关键问题。在理论研究方面，对超高层钢机构与钢筋混凝土结构研究了某种抗震构造的结构性能，对大跨度圆球壳与圆柱面壳研究了自振特性和地震内力，此外还研究了典型断面高层建筑的进行了小比例整体模型的振动台试验和拟动力试验。为考察风荷载分布与风振响应，进行了体形复杂的高层建筑、网壳与膜结构模型的风洞试验。这些研究成果对工程建设作出了贡献。
　　3、设计与制造的计算机化
　　计算机的普及和有限元分析方法的广泛运用为高层及跨度结构的加速发展创造了有利的条件。中国从20世纪80年代就开始研究各种结构设计的计算机化，并编制了计算机分析与设计程序。“九五”期间，为适应高层建筑高度加大、体形复杂的需要，开发了功能强大的设计软件，成为设计工作中必不可少的工具，高层建筑的施工图几乎全部由CAD软件绘制。由成千个杆件和节点组成的大型空间网络结构，其设计与制作也可以通过CAD、CAM软件来实现。在我国已编制了具有前处理、图形处理、设计施工图、制作加工图一体化的软件系统，并在工程中得到普遍应用，工程面积居世界前列。
　　4、结构体系的多样化
　　随着建筑功能和造型要求的提高，平面布置与竖向体形的日益复杂，传统的常规体系已难以满足要求。在钢筋混凝土高层建筑中，以空间整体受力为特征的筒体结构，以及一些更新颖的结构体系，如巨型框架、悬挑结构、刚性水平构件等得到了应用。此外，钢结构和钢－混凝土结构更多地被用在高层建筑中，机构体系也起了相应的变化。在大跨度结构中，一个结构方案已很难用常规的结构形式予以界定，更多的是从固有的结构形式加以演变或重新组合，形成一个新体系。此外，膜材和拉索的结合，使大跨度结构体系更为丰富多彩。
　　5、施工安装技术的现代化
　　高层及大跨度结构的施工从劳动密集型逐渐走向机械化、计算机化。钢筋混凝土高层建筑的施工方法是以全现浇钢筋混凝土为主体，在高性能混凝土、大体积混凝土施工、超高混凝土泵送技术以及整体式自升模板等方面有所创新。高层及大跨度钢结构则采用了工厂预制构件、现场安装的施工方法。国内出现了一批专业的钢结构制造厂，掌握了如厚板拼焊、现场节点栓焊、相贯节点焊接、箱形柱加工制作等复杂工艺。在大跨度机构安装上创造了集群千斤顶同步整体提升的新技术，如首都机场四机位机库的大门立体 架，总重1137t，用48台40t液压千斤顶提升，由计算机控制调平。
　　6、技术规程的系统化
　　中国在20世纪80年代就曾编制与颁布了钢筋混凝土高层建筑结构与网架结构的设计与施工规程，当时对相应的结构起了很大的推动作用。“九五”期间，在原有的基础上，有编制了《高层民用建筑钢结构技术规程》、《网壳结构技术规程》（待报批），修订了《高层建筑混凝土结构技术规程》。这些规程充分反映了我国在工程实践与理论研究的