在城市化高度发展的今天，社会上对建筑工程设计提出了更高的要求，而结构设计作为工程设计不可分割的一环，对工程设计成败起到重大的影响作用。因此，优化结构设计、发展先进的计算理论，加强计算机的应用，加快新型建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、经济是当务之急。关于建筑结构方面的问题，畅言网采访了九源国际建筑顾问有限公司设计总监、国家一级注册结构工程师吴永兵先生，以期了解建筑结构设计的方方面面。

吴永兵作品：红星美凯龙莆田大卖场

畅言网：您觉得结构设计的基本原则是什么？

吴永兵：首先要满足功能的要求。这个功能要求是多方面的，其中最主要的要求就是安全可靠性。在正常施工和使用条件下，能承受可能出现的各种作用以及在偶然事件发生后，比如出现地震，仍能保持必需的整体稳定性。能实现《建筑抗震设计规范》的抗震设防三个水准目标，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。另外，功能要求还包括适用性和耐久性，在正常使用和正常维护条件下，具有良好的工作性能，如不发生影响使用的过大变形或振幅，不发生过宽的裂缝。具有足够的耐久性能，能够正常使用到预定的设计使用年限，如普通住宅能使用到50年，混凝土不能被风化、腐蚀，钢筋不能生锈。第二是结构的合理、经济。第三是方便施工，即使方案等各方面都做得很好，但施工起来非常困难，这样对经济性也会有很大的影响。

畅言网：作为结构工程师，您如何看待那些“体态”特殊的建筑？

吴永兵：对于那些奇形怪状的建筑而言，需要甲方有一定的经济基础，如果将这样的建筑用在住宅上就不可取了。比如央视大楼、鸟巢这样的大项目，肯定是有一个大财团投资或者是国家的项目，在技术上甚至有方方面面的科研单位支持，经济方面也有可靠的来源，在这样的前提条件下才有可能实现地标性建筑。

畅言网：如果这样的建筑让您去做结构设计，您如何去做？

吴永兵：首先要保证它的安全性，然后再考虑它的合理性和经济性。

畅言网：合理性是如何体现的？

吴永兵：主要体现在这几方面：首先是结构方案的确定，其次是计算软件的选择和计算模型的建立，还有就是建筑材料的合理选择。要做到这些方面的合理性，需要建筑师和结构工程师密切配合，建筑师追求效果，而结构工程师要的是安全可靠，只要能达到建筑师需要的效果，采用什么结构形式，一般情况建筑师是不会顾问的。如有些高层建筑可以采用钢结构也可以采用钢筋混凝土结构，这需要工程师根据建筑体型，使用功能等具体情况，分析两种结构体系的利弊，选择相对合理的方案。遇到复杂建筑，工程师可在方案阶段给建筑师提供帮助，在不影响建筑造型材料质感的情况下，顺着有利于结构实现的思路去创作。如果遇到那些不可调和的情况时，工程师会把利弊给投资方和建筑师讲清楚，只要不是那种“空中楼阁”类型的实现的建筑，结构工程师还是会努力实现建筑师的意图，在不合理中寻求相对合理。

畅言网：建筑结构的合理性都包含哪些方面？

吴永兵：一是结构受力的合理性、体系的合理性。从结构力学的分析的角度讲，实际上央视大楼从结构上讲可能会存在某些不合理的因素，结构在满足它的造型的基础上尽量做到合理。结构方案在造型不变的基础上尽量做到合理，力学概念比较明确，传力途径比较合理。第二是使用功能上的合理，不能说是为了实现建筑的造型而忽视建筑的使用功能。第三是它的经济性还是要考虑的，虽然说建设方可能不计成本，但是同样的结构，作为一个结构工程师还是要考虑它的经济性，经济性实际上也包括在合理性的范围。

吴永兵作品：昌黎黄金海岸酒店

畅言网：处理大跨度空间结构的时候应该注意哪些方面的问题？

吴永兵：大跨度建筑首先要考虑的是体系的选择，采用何种结构形式。其次是结构构件设计时注意它自身的稳定性，严格控制的变形量即挠度，避免影响到它的使用功能，尤其是舒适度。因为建筑的变形量一大，在里面活动的人员可能会觉得晃，会有不舒服感。另外，合理布置结构构件，因为它是大跨度建筑，所以结构构件本身的高度就会很大，尽量避免因构件布置不合理而影响使用功能。

畅言网：结构工程师在选择建筑材料的时候都考虑哪些问题？

吴永兵：目前，结构专业在建材方面没有太多的可选择性，国内的钢材相对较贵，结构材料基本是以钢筋混凝土为主。选择钢结构建筑往往是对工期有要求，因为钢结构建筑施工速度比较快。第二就是有大空间的建筑可能选用钢结构，比如网架、桁架、网壳结构、膜结构等，这些建筑采用钢结构相对好实现一些。但钢结构也有自身的问题，首先是它的维护成本比较高，因为它容易锈蚀。建筑在交付使用的时候，会将设计阶段的使用要求一并交给业主，但在使用阶段业主是否按照要求去做，这是很难保证的。如果业主无法按要求使用，那么很可能会影响建筑的使用寿命。另外，钢结构对防火的要求也会高一些，一旦遇到大伙，钢结构建筑可能会失稳。

当前，建筑材料还是制约行业发展的瓶颈。如果计算软件与材料能够有很好的发展，那么对结构设计将是一个很大的促进。实际上目前国家对钢材的要求已经提高了，建设部也在大力推广使用高强度的钢材和混凝土，这在某种程度上也是为了实现节能环保的目标。