結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)離不開結(jié)構(gòu)工程師,從最先設(shè)想,到模型,到最后完美的建筑,這中間需要豐富的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。
【結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不是有“荷載規(guī)范”?樓面、屋面的都分得很清楚,都白紙黑字地寫著呢,為什么正好是2.0kN/㎡,而不是1.9 kN/㎡或2.1 kN/㎡呢?】
其實(shí),不要說是活載,就是像自重這樣的恒載也是不確定的,這源自材料本身的不均勻性,即使同樣體積的兩塊鐵,其質(zhì)量也是有些微差別的,不可能完全相等。因此,在確定荷載的數(shù)值時(shí),采用的是概率理論,而概率論是一門研究不確定性現(xiàn)象的理論。
【“混凝土規(guī)范”中不是規(guī)定了鋼筋、混凝土等的設(shè)計(jì)強(qiáng)度嗎?為什么正好是360N/m㎡,而不是350 N/m㎡或370 N/m㎡呢?】
這里同樣體現(xiàn)了一種不確定性,即對(duì)材料的真正屬性是無法確切獲得的,哪怕試驗(yàn)做個(gè)數(shù)萬次,也不可能得到完全精確的數(shù)據(jù)。所以在確定材料的強(qiáng)度時(shí),同樣采用的是概率理論。
設(shè)計(jì)理論是完善的嗎?這個(gè)回答必然是否定的。在物理學(xué)家對(duì)宇宙的本質(zhì)尚未完全搞清楚之前,是不可能產(chǎn)生完善的理論的。人類通過數(shù)千年的研究與探索,獲得了被稱為“科學(xué)”的一些理論,但依然極不完善。
作為工程學(xué)科,更是存在著許多的不確定性;目前的設(shè)計(jì)理論還是近似的,區(qū)別的只是近似程度的多少。在經(jīng)過相當(dāng)數(shù)量的實(shí)踐之后,設(shè)計(jì)理論在某種程度上被認(rèn)為是合理的、科學(xué)的,也是實(shí)用的。
【我們一定能確保建筑物的使用安全嗎?】
回答是不一定。這里所說的安全,只是在與適用性、經(jīng)濟(jì)性之間平衡之后的一種相對(duì)的安全。換言之,我們不能確保真正的、毫無瑕疵的安全。但這已經(jīng)足夠我們?yōu)橹械津湴僚c自豪,畢竟失去安全的建筑只是星星點(diǎn)點(diǎn),而且也未必能歸咎于設(shè)計(jì)的不完善。
所以,我們不必惴惴不安,無需為之自責(zé)。只要我們能夠遵循合理的理論與方法,以認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度去做好每一個(gè)工程的設(shè)計(jì),我們就可以問心無愧,也能夠高枕無憂。