5.结构施工技术的发展与结构创新
随着结构材料、结构体系和结构功能的发展与创新，各种结构体系的施工技术，特别是复杂高层结构、高耸结构以及大跨度结构的施工技术已突破传统意义上的施工方法，从单一的使用施工机械发展到机-电-计算机的一体化，并能够实现全过程自动监测和计算机控制。结构施工技术正在向着多学科、综合化、高科技的领域迈进。随着大量的工程实践，涌现出了在顶升、提升、吊升、滑移等传统施工方法的基础上进行创新的新技术，有的是依据结构的特点再创造，有的是几种基本方法的巧妙组合。结构施工技术的发展使一些结构创新得以实现。
20世纪80年代，澳大利亚的科研人员提出了整体张拉预应力拱架结构STRARCH专利技术。STRARCH系统的核心技术是将建筑物的施工与提升过程合为一体，一个跨度100m左右的结构采用该项技术进行施工，现场张拉成形仅需一个工作日。STRARCH拱架的现场成形过程包括现场组装就位、整体张拉、张拉终止定位形成最终拱架3个步骤。利用该项技术已在世界各地建造了80余座建筑，我国广州白云机场机库即采用了该技术。又如著名的日本结构专家川口卫教授提出的适用于双曲率网壳的“攀达穹顶”整体施工法，该方法已在1984年的日本神户世界纪念堂、1992年巴塞罗那奥运会主体育馆等世界上7个工程中得到应用，其原理是使一个穹顶在施工期间处于一种可折叠状态，组装工作尽可能地在地面的位置完成，然后用液压顶升法把结构推举到设计标高并固定。我国2000年建造的河南省鸭河口电厂储煤库是目前国内跨度最大柱面网壳。该工程使用了浙江大学空间结构研究中心所提出的“折叠展开式”计算机同步控制整体提升新型施工技术，仅用了一天时间便顺利提升到位。另外，我国的整体提升施工方法和高空滑移施工方法等均具有很好的技术，如上海大剧院钢屋盖工程采用的整体提升施工技术，先在地下室顶板上拼装，然后依靠4个电梯井筒，在其上设置钢平台，以钢绞线承重、计算机控制液压千斤顶集群提升的方法，将钢屋盖整体一次提升到位。该技术创造了我国建筑史上整体提升重量最大、提升速度最快、提升精度最高3项新记录。这些采用先进施工技术完成的结构创新，均取得了良好的社会效益和经济效益。
从以上内容可以看出，结构施工技术的发展使一些需要超越常规施工技术的结构创新得以实现。
6.结构理论的发展与结构创新
随着计算机技术和有限元方法的发展，包括结构分析和结构设计在内的结构理论亦在不断发展与创新，同时给上述几个方面的结构创新提供强大的分析工具。传统材料的改良、新型材料的出现以及结构体系与功能的发展与创新、施工过程的复杂化均给结构分析与设计带来了新的挑战，特别是对结构单元类型多样化、数量庞大化的超高层结构和大跨度结构的分析理论及计算技术提出了更高的要求和更新的课题。
目前结构分析已经能够超越线弹性而考虑材料非线性和几何非线性;由平面分析到空间整体和共同作用分析;已经能够脱离解析解的束缚，采用数值解对结构的受力进行仿真;已不但能作静力分析，也能作动力分析;能够模拟大型复杂结构施工过程中结构局部或整体在不同阶段变边界条件、变荷载下的受力特性;随着结构学科的进步，建筑结构在外界荷载作用下的全过程反应越来越受到关注。对于强度破坏，需要深入了解结构从弹性进入弹塑性，出现塑性内力重分配直到形成机构丧失承载能力这一整个过程的内力、应力和变形的变化情况，以及结构在丧失承载能力后的性态等。对于失稳破坏，需要了解结构在弹性失稳、弹塑性失稳过程中力与变形的变化情况，结构在失稳后的性态以及结构中各种初始缺陷对稳定承载力和结构性态的影响。对于断裂破坏，需要了解裂纹在结构受力过程中的出现、发展直到结构断裂破坏等。工程事故的出现及对动荷载的研究，表明结构构件在反复荷载作用下存在损伤累积的问题，进一步的研究表明，结构在灾害荷载作用下均存在损伤累积问题，目前正在应用连续损伤力学解决这一问题。
结构设计理论由容许应力设计进入到基于概率理论的可靠度设计方法。基于可靠度理论的结构设计法从半概率法(水准Ⅰ)发展到近似概率法(水准Ⅱ)，这是上个世纪结构设计理论的重大进步。现在向着采用随机过程加以描述，并向用概率理论对整个结构进行精确分析的全概率法(水准Ⅲ)方向努力。进入21世纪之前，工程师们又在前述基础上，进一步发展了基于性能要求的设计理念。世纪之交，结构设计理论的发展又面临着一个新的发展趋势，就是所谓全寿命设计。以往的工程结构设计通常仅考虑在使用阶段工程的安全性，现在对于一些重大的工程还需考虑使用安全以外的内容，如结构的使用功能能否得到保证、耐久性如何以及结构体现在极端条件下的抗倒塌性能等问题，即实施考虑全“生命周期”的综合决策。
结构理论的全面发展，不但为结构创新提供了理论基础，也使结构创新更加理性和更加合理。
7.结构试验技术的发展与结构创新
工程结构的试验技术起源于19世纪初。20世纪60年代中期以来，随着电液伺服加载装置的问世，结构试验开始走进现代技术的发展阶段，并以结构模拟地震加载技术、结构风洞试验技术、结构抗火试验技术为代表，如多点输入地震模拟震动台、风洞试验、结构抗火试验炉。近年来结构试验技术的不断发展，试验设备的不断更新，使更多的科研机构有能力进行大型复杂的试验研究，并且利用互联网的远程试验技术、采用光纤等先进传感器进行结构实地实时监测，利用激光技术和数字摄影技术实现对结构变形的精确测量等。
结构试验技术的发展对于人们研究工程结构受外部作用而发生变形与破坏的基本原理、发展结构分析原理与设计方法，起到了至关重要的基础作用;而且使试验研究更接近于实际结构的工作状态，为深入开展结构工程学科的研究工作创造了重要条件。
结构试验技术的发展为结构创新的安全性提供了试验验证和保障。
8.结构创新的内涵
从以上几节的阐述可以看出，一个结构工程是否具有结构创新是可以科学界定的。它可以包括以下几个方面的考虑：
第一，结构创新应该体现在结构材料、结构体系、结构功能、结构构件、结构节点等中的一个和几个方面。
第二，结构创新的内容应该在上述一个或几个方面有发展。例如，采用了新结构体系、提出了新结构体系的有效分析方法、对采用新材料的构件提出合理的设计方法、提出了结构抗震、抗风、抗火等防灾设计的新理念、采用了配合结构创新的新制作、安装技术和结构维护的新技术等。
第三，结构创新应具有“好”、“快”、“省”的效果。“好”指的是符合国家制定的安全、节能、环保和耐久的政策;“快”指的是能够缩短建造周期;“省”指的是能够节省综合成本，特别是自然能源，降低总造价。
凡同时符合上述三点的可界定为有结构创新，凡不能同时符合上述三点的，就不能界定为有结构创新。
因此，纯粹是为了打破建筑物高度或跨度的记录不等于结构创新，结构复杂、怪异也不等于结构创新，真正的结构创新应该是包含创新内容且能达到积极效果的工程实践。
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