鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究熱點(diǎn)及演化路徑分析
——基于CNKI核心數(shù)據(jù)庫（1992—2017）的計(jì)量分析

□ 趙 耀

一、引言

近年來，我國十分重視鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的發(fā)展，國家和地方政府先后出臺了一系列的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、鼓勵(lì)政策和配套措施。2016年11月發(fā)布的《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃（2016—2020年）》指出：目標(biāo)到2020年，鋼結(jié)構(gòu)用鋼占建筑用鋼比例從2015年的10%提升到25%以上；加快鋼結(jié)構(gòu)建筑推廣應(yīng)用，力爭鋼結(jié)構(gòu)用鋼量由目前的5 000萬噸增加到1億噸以上。2017年3月，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》 《裝配式建筑示范城市管理辦法》 《裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地管理辦法》確定：到2020年，全國裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到15%以上，其中重點(diǎn)推進(jìn)地區(qū)達(dá)到20%以上，積極推進(jìn)地區(qū)達(dá)到15%以上，鼓勵(lì)推進(jìn)地區(qū)達(dá)到10%以上；培育50個(gè)以上的裝配式建筑示范城市、200個(gè)以上的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地、500個(gè)以上裝配式建筑示范工程，建設(shè)30個(gè)以上的裝配式建筑科技創(chuàng)新基地，充分發(fā)揮示范引領(lǐng)和帶動(dòng)作用。2017年6月1日，《裝配式木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》正式實(shí)施，有效發(fā)揮了技術(shù)引領(lǐng)、規(guī)范指導(dǎo)的作用，促進(jìn)了我國裝配式建筑的發(fā)展。

為了對鋼結(jié)構(gòu)建筑有更加全面、系統(tǒng)、深入的認(rèn)識，本文在全面搜集近年國家和地方出臺的相關(guān)政策的同時(shí)，以CNKI核心數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，通過分析鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研究文獻(xiàn)，梳理出了鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和技術(shù)演化路徑。

二、數(shù)據(jù)源及分析方法

1.數(shù)據(jù)源

本文以“中國知識基礎(chǔ)實(shí)施工程（China National Knowledge Infrastructure）”數(shù)據(jù)庫（簡稱CNKI）為數(shù)據(jù)源，選擇期刊文獻(xiàn)中的工程科技Ⅰ輯和Ⅱ輯，關(guān)鍵詞選擇“鋼結(jié)構(gòu)”進(jìn)行精確匹配，起始時(shí)間不限，截止時(shí)間選擇2017年，來源類別選擇SCI來源期刊、EI來源期刊、核心期刊及CSSCI來源期刊，以保證文獻(xiàn)質(zhì)量。采用上述檢索策略，本次檢索得到關(guān)鍵詞含有“鋼結(jié)構(gòu)”的期刊文獻(xiàn)共計(jì)3 852篇，經(jīng)過人工閱讀，去除期刊征稿、廣告、會(huì)議通知等明顯不相關(guān)文獻(xiàn)296篇，最終獲得3 556篇論文。

2.分析方法與工具

本文基于情報(bào)學(xué)中的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)理論，利用美國德雷塞爾大學(xué)陳超美教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的CiteSpace（CiteSpace是Citation Space的簡稱，可譯為“英文空間”）可視化工具，對鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)的研究進(jìn)行分析。CiteSpace是一款著眼于分析科學(xué)分析中蘊(yùn)含的知識，并在科學(xué)計(jì)量學(xué)（Scientometric）、數(shù)據(jù)和信息可視化（Data and Information Visualization）背景下逐漸發(fā)展起來的一款引文可視化分析軟件。[1]利用該軟件，可以對文獻(xiàn)的作者、研究機(jī)構(gòu)、來源期刊、關(guān)鍵詞等進(jìn)行共詞分析和引文分析，將某領(lǐng)域?qū)W者在某時(shí)間段內(nèi)學(xué)者們共同關(guān)注的一個(gè)或多個(gè)主題，進(jìn)行高頻關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖譜可視化分析，并結(jié)合研究主題詞頻、時(shí)間趨勢、突變詞監(jiān)測等手段，得到相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿趨勢。

值得說明的是，由于CNKI數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出的數(shù)據(jù)中并沒有包含參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，所以本文無法對鋼結(jié)構(gòu)建筑分析樣本進(jìn)行引文分析。而在后續(xù)的國外鋼結(jié)構(gòu)建筑研究熱點(diǎn)與演化路徑分析項(xiàng)目中將利用Web Of Science數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)格式更加標(biāo)準(zhǔn)，屆時(shí)可進(jìn)行相關(guān)的引文分析。

三、研究概況

1.發(fā)展趨勢

圖1為國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)研究文獻(xiàn)量時(shí)間分布，不難看出，早在1992年，國內(nèi)便已經(jīng)開始研究鋼結(jié)構(gòu)建筑。由圖1可以發(fā)現(xiàn)，1992年以來中國鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)相關(guān)研究論文一直呈穩(wěn)步增長的態(tài)勢，說明國家對于鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究一直保持著較高的關(guān)注度和重視程度。其中，首次峰值出現(xiàn)在2008年前后，查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，這是因?yàn)?008年奧運(yùn)會(huì)在中國舉辦，由此引發(fā)了大量大型體育場館及公共建筑物的建造需求，而這些大型建筑物通常都采用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此，國內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)研究進(jìn)入了高速發(fā)展階段。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局公開數(shù)據(jù)計(jì)算，2010—2017年，鋼結(jié)構(gòu)建筑用鋼占全國粗鋼產(chǎn)量的比例已由4.08%上升至7.79%，幾乎翻了1倍。

圖1 國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)研究文獻(xiàn)量時(shí)間分布

2.高產(chǎn)作者及合作網(wǎng)絡(luò)分析

高產(chǎn)作者也被稱為核心作者，通過研究某領(lǐng)域高產(chǎn)作者的研究方向和著作，可以準(zhǔn)確把握該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、演變過程與未來發(fā)展方向，把握發(fā)展前沿。根據(jù)圖2所示的鋼結(jié)構(gòu)建筑高產(chǎn)作者及合作網(wǎng)絡(luò)圖可以將國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑研究作者劃分為4個(gè)明顯的團(tuán)隊(duì)，其核心分別為王源清、石永久和施剛，陳以一、李國強(qiáng)、張其林和沈祖炎，薛建陽、劉祖強(qiáng)和彭修寧，郭彥林、李久林和高樹棟。從圖譜的連線共現(xiàn)關(guān)系來看，這些研究團(tuán)隊(duì)基本上都是內(nèi)部之間的合作，關(guān)系緊密，團(tuán)隊(duì)之間則缺乏溝通與聯(lián)系。

圖2 高產(chǎn)作者及合作網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)理論，文獻(xiàn)被引頻次越高，說明其在該學(xué)科領(lǐng)域中的地位越突出。表1給出單篇被引頻次100以上的作者名單，被引頻次從高到低依次為陳以一、楊尉彪、李國強(qiáng)、汪大綏、趙金城、施剛等，這些都是國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑影響力較大的作者。值得注意的是，冶金部建筑研究總院（現(xiàn)中冶建筑研究總院）的2位作者楊尉彪和吳昌棟的發(fā)文量均只有1篇，如此高的被引頻次說明其對鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究得到了業(yè)內(nèi)的充分認(rèn)可。陳以一、李國強(qiáng)、施剛等學(xué)者則與圖2所顯示的高產(chǎn)作者相一致，二者相互印證。

表1 單篇被引頻次100以上的作者

3.核心機(jī)構(gòu)分布

根據(jù)圖3所示，1992年以來，不少國內(nèi)知名高校、企業(yè)都開展了鋼結(jié)構(gòu)建筑方面的研究。首先，建筑類知名重點(diǎn)大學(xué)（“985”“211”）是國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要研究力量，尤其是同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、重慶大學(xué)及天津大學(xué)等對鋼結(jié)構(gòu)建筑開展了大量研究，無論是在發(fā)文數(shù)量，還是研究團(tuán)隊(duì)組建等方面都取得了較大成果。其次，中建鋼構(gòu)有限公司、中國建筑科學(xué)研究院、中建三局集團(tuán)有限公司、浙江精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司、上海寶冶建設(shè)有限公司及北京建工集團(tuán)有限責(zé)任公司等國有或民營企業(yè)也都為中國鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。最后，校企合作聯(lián)系緊密，同時(shí)地域特征明顯。從圖3節(jié)點(diǎn)之間的合作關(guān)系看，同濟(jì)大學(xué)的合作對象基本上都集中在華東地區(qū)，如上海寶冶集團(tuán)、華東建筑設(shè)計(jì)研究院；清華大學(xué)則主要選擇中國建筑科學(xué)研究院、冶金部建筑研究總院、中建三局集團(tuán)、中建鋼構(gòu)有限公司等華北地區(qū)企業(yè)。

圖3 1992—2017年國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑的重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)分布情況

為進(jìn)一步尋找和驗(yàn)證國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑的重點(diǎn)研究機(jī)構(gòu)，經(jīng)過人工閱讀、合并、去重等處理后，得到表2。不難看出，機(jī)構(gòu)知識圖譜中所顯示的重點(diǎn)機(jī)構(gòu)均在其中，例如同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)、中建鋼構(gòu)有限公司等。與此同時(shí)，排名前20的研究機(jī)構(gòu)中有12家屬于企業(yè)，占比60%。這說明在國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑研究中有不少屬于應(yīng)用型研究，中國鋼結(jié)構(gòu)建筑正在加速走向?qū)嶋H應(yīng)用，步入產(chǎn)業(yè)化階段。

表2 鋼結(jié)構(gòu)研究機(jī)構(gòu)排名前20位（合并后）

4.基金支持

為了促進(jìn)國內(nèi)科技創(chuàng)新的不斷進(jìn)步與發(fā)展，國家科技部、發(fā)展改革委、教育部等部門每年都會(huì)拿出大量科技專項(xiàng)資金，重點(diǎn)資助關(guān)系國家未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略性、重大科研項(xiàng)目。通過分析國家科技專項(xiàng)基金資助對象（見表3），可以更好地把握國家的長遠(yuǎn)規(guī)劃及某一領(lǐng)域的發(fā)展前景。

表3 國家級科技專項(xiàng)基金

不難看出，鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域一直屬于中國重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。統(tǒng)計(jì)顯示，1992—2017年，鋼結(jié)構(gòu)建筑研究領(lǐng)域共有540篇文獻(xiàn)獲得國家級科技專項(xiàng)基金支持，其中國家自然科學(xué)基金395篇，占比達(dá)73.15%，后面依次為國家科技支持計(jì)劃90篇、863計(jì)劃36篇、973計(jì)劃13篇和國家科技攻關(guān)計(jì)劃6篇。此外，還有295篇論文獲得省部級科技專項(xiàng)基金支持，具體如表4所示。

表4 省部級科技專項(xiàng)基金

四、國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵詞知識圖譜

基于CiteSpace 5.1可視化分析軟件，本文對國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑研究樣本文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)、關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜分析，以探尋該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)；并通過CiteSpace獨(dú)有的突發(fā)詞（Burst Term）檢測算法深入探究國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑研究領(lǐng)域的學(xué)術(shù)前沿。

1.關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)

關(guān)鍵詞是作者根據(jù)文獻(xiàn)內(nèi)容經(jīng)過高度凝練、最能代表文獻(xiàn)主題的詞匯，1篇文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞通常由3～5個(gè)專業(yè)詞匯組成。

根據(jù)軟件統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，導(dǎo)出頻次排名前20位的高頻關(guān)鍵詞，這些高頻關(guān)鍵詞是國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域中使用最多、最廣泛的專業(yè)術(shù)語和代表詞匯，可以在某種程度上反映該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。“鋼結(jié)構(gòu)”是國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的核心關(guān)鍵詞，與其他關(guān)鍵詞的聯(lián)系最為密切。此外，施工技術(shù)（244）、安裝（182）、高層建筑（139）、金屬結(jié)構(gòu)（130）、有限元分析（110）、焊接（106）等關(guān)鍵詞的詞頻也超過了100次。從表5中的關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究內(nèi)容十分廣泛。

表5 鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域高頻關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)（前20位）

2.關(guān)鍵詞共現(xiàn)的知識圖譜

將CNKI分析數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式后倒入CiteSpace可視化軟件中，時(shí)間跨度選擇1992—2017，選擇3年為1個(gè)切片，在閾值項(xiàng)選擇中選取“Top N per slice”，閾值設(shè)定為30，選擇路徑尋找算法（Pathfinder）進(jìn)行修剪，生成國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究高頻關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識網(wǎng)絡(luò)圖譜，再經(jīng)過軟件自動(dòng)聚類計(jì)算后，得到鋼結(jié)構(gòu)建筑關(guān)鍵詞的知識圖譜（見圖4）。從聚類的結(jié)果來看，該圖譜共有188個(gè)節(jié)點(diǎn)、240條連線，網(wǎng)絡(luò)密度為0.013 7，包含了96%的節(jié)點(diǎn)，模塊化（Modularity）指數(shù)為0.841 6，說明圖譜聚類效果好，族群內(nèi)相似指數(shù)（Mean Silhouette）為0.785 8，說明族群內(nèi)相關(guān)性比較理想。

圖4 鋼結(jié)構(gòu)建筑關(guān)鍵詞的知識圖譜

如圖4所示，每1個(gè)圓點(diǎn)代表1個(gè)關(guān)鍵詞，圓點(diǎn)的大小表示關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，詞頻越高則圓點(diǎn)的直徑越大；圓點(diǎn)之間的連線代表關(guān)鍵詞之間共現(xiàn)的系數(shù)，連線越多，則代表該關(guān)鍵詞相互聯(lián)系越緊密。結(jié)合表5的關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及該關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜，經(jīng)過分析，本文發(fā)現(xiàn)國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究主題可以大致劃分為以下幾個(gè)部分：

（1）施工與安裝技術(shù)

施工與安裝是鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一，承擔(dān)主體以國內(nèi)知名企業(yè)為主，例如精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司、中國建筑工程總公司、北京建筑研究院及上海寶冶建設(shè)集團(tuán)有限公司等，其研究內(nèi)容主要集中在諸如體育館、飛機(jī)場、火車站等大型公共場館鋼結(jié)構(gòu)的焊接、拼裝、提升、吊裝、滑移、幕墻及卸載等技術(shù)難題。張強(qiáng)等結(jié)合深圳大運(yùn)中心主體育場施工項(xiàng)目特點(diǎn)，首先對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種工況下結(jié)構(gòu)變形、胎架反力等的影響分析，確定“先背谷一步卸載到位，再背峰一步卸載到位，最后冠谷、內(nèi)環(huán)循環(huán)卸載”的具體施工方案及詳細(xì)的施工步驟。其次將自主研發(fā)的計(jì)算機(jī)同步控制技術(shù)融合到當(dāng)前的施工工藝中，采用各種傳感器進(jìn)行信號采集，通過數(shù)據(jù)傳輸、邏輯計(jì)算、工況分析、指令反饋，實(shí)現(xiàn)智能化控制工藝，不但有效完成了施工作業(yè)要求，而且使施工作業(yè)人員能夠更直觀、智能、便捷地應(yīng)對施工中的各種問題[2]。楊國松等介紹了成都雙流國際機(jī)場T2航站樓大跨度拱形鋼結(jié)構(gòu)長距離滑移施工的關(guān)鍵技術(shù)，包括大型吊裝單元的組拼吊裝、滑移支撐架設(shè)計(jì)、滑移軌道桁架梁計(jì)算、施工現(xiàn)場布置等，通過滑移施工，克服了現(xiàn)場場地狹小及施工工期緊等不利因素，使鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量、安全及進(jìn)度均得到了可靠保障，并對滑移支架及主拱結(jié)果進(jìn)行模擬力學(xué)分析，確?；剖┕ぐ踩⒔?jīng)濟(jì)、可靠[3]。

（2）防火技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強(qiáng)、施工簡便等優(yōu)點(diǎn)，因此，經(jīng)常用于建造大跨度、超高、超重型建筑物。但鋼結(jié)構(gòu)在防火方面卻存在明顯不足，研究表明雖然鋼材常溫下具備優(yōu)異的物理和力學(xué)性能，但其耐火性能遠(yuǎn)低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和磚石結(jié)構(gòu)。鋼材受熱后一旦達(dá)到臨界溫度（通常為540℃）后，便會(huì)很快失去承載能力，而在火災(zāi)中，10分鐘之內(nèi)火場溫度可能就高達(dá)700℃。鑒于此，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域?qū)τ阡摻Y(jié)構(gòu)防火技術(shù)進(jìn)行了大量研究。建筑鋼結(jié)構(gòu)防火保護(hù)的基本原理是采用隔熱阻火材料防止燃燒火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu)，降低向底材傳遞熱量的速度，延滯鋼結(jié)構(gòu)溫升和強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間，提高其耐火性能[4]。鋼結(jié)構(gòu)防火研究主要集中在防火涂料的制備與施工、鋼結(jié)構(gòu)高溫性能影響因素等方面。近年來，一些新材料、新技術(shù)層出不窮，如張浩等研究發(fā)現(xiàn)，納米材料的開發(fā)與應(yīng)用為鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的發(fā)展注入了新的活力，可以利用納米二氧化鈦、納米二氧化硅和納米三氧化二銻具有的特殊效應(yīng)提高鋼結(jié)構(gòu)防火涂料的阻燃性能[5]。

（3）防腐技術(shù)

目前，涂料仍然是提高鋼結(jié)構(gòu)防腐性能最經(jīng)濟(jì)、最有效的保護(hù)方法。與防火技術(shù)研究類似，鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)研究大多集中在涂料的制備與性能研究方面，也有一些機(jī)構(gòu)正在研究同時(shí)具備防火、防腐性能的涂料。季寶華等以磷酸鋅為阻銹劑制備了水溶性膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火防腐涂料，測試了產(chǎn)品的阻燃性能和防腐性能。結(jié)果表明：當(dāng)磷酸鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8.2%左右時(shí)，在保持涂料防火性能的基礎(chǔ)上，使其陽極腐蝕過程受到明顯的阻滯，實(shí)現(xiàn)了兼有防腐和防火的雙重功能[6]。

（4）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的高頻關(guān)鍵詞包括“抗震設(shè)計(jì)”“節(jié)點(diǎn)”“強(qiáng)度”“剛度”“穩(wěn)定性”“計(jì)算方法”“框架”“圍堰”等。結(jié)合王志騫主編的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》一書，結(jié)構(gòu)與框架穩(wěn)定性計(jì)算、鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、梁柱連接節(jié)點(diǎn)的分類與其設(shè)計(jì)計(jì)算、鋼柱腳錨栓的設(shè)計(jì)等都屬于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容，這與上述高頻關(guān)鍵詞基本一致。這方面的研究文獻(xiàn)基本上都是圍繞具體工程項(xiàng)目進(jìn)行的分析研究，例如哈敏強(qiáng)等系統(tǒng)介紹了世茂深坑酒店的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，著重闡述了該結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)情況，并對酒店鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行了施工過程分析[7]。

（5）數(shù)值模擬、仿真計(jì)算、BIM與裝配式建筑

飛速發(fā)展的信息技術(shù)也給鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)領(lǐng)域注入了新的活力。2010年以后，內(nèi)蒙古科技館、貴州奧體中心、沈陽桃仙國際機(jī)場T3航站樓等眾多大型公共建筑在設(shè)計(jì)、施工、安裝過程中采用數(shù)值模擬、仿真計(jì)算及BIM等新技術(shù)，在節(jié)約大量成本的同時(shí)也提高了工作效率和工程質(zhì)量。潘劍峰等認(rèn)為，BIM技術(shù)在施工安全管理的應(yīng)用可以達(dá)到事前預(yù)防、事中監(jiān)控和事后處理全過程的監(jiān)管，不僅進(jìn)一步提高了施工現(xiàn)場安全管理的工作效率，更進(jìn)一步提高了工人對現(xiàn)場安全管理要求的理解程度和應(yīng)急處理能力[8]。

3.突變詞分析

突變詞分析（Burst Detection）是CiteSpace可視化軟件用于檢測變量短時(shí)期內(nèi)變化程度的1個(gè)功能。在關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析中，通過探究關(guān)鍵詞的時(shí)間分布，可以將其中頻次變化比較大的詞（Burst Term）從大量的詞中探測出來，依靠詞頻變化趨勢可以預(yù)測該研究領(lǐng)域的發(fā)展過程、前沿?zé)狳c(diǎn)及未來發(fā)展方向。

表6是1992—2017年鋼結(jié)構(gòu)建筑研究領(lǐng)域持續(xù)時(shí)間（Duration Time）為3年的關(guān)鍵詞突發(fā)分析結(jié)果。從突發(fā)詞起始時(shí)間來看，1992—2000年屬于國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑研究的起步階段，突變詞包括“金屬結(jié)構(gòu)”“高強(qiáng)度螺栓”“廠房”“鋼屋架”“腐蝕”“穩(wěn)定性”“高層建筑”等；2001—2010年為成長階段，開始出現(xiàn)“防火涂料”“抗震設(shè)計(jì)”“有限元分析”“火災(zāi)”“體育館”“航站樓”等突變詞。2010—2017年進(jìn)入快速發(fā)展期，尤其是2013年以后，一批新技術(shù)開始涌現(xiàn)，出現(xiàn)了諸如“深化設(shè)計(jì)”“網(wǎng)殼”“屋蓋”“拼裝”“滑移”“監(jiān)測”“數(shù)值模擬”等突變詞。這些突變詞可以反映當(dāng)時(shí)的研究熱點(diǎn)，以“防火”和“防火涂料”為例，經(jīng)過人工閱讀文獻(xiàn)及考證，鋼結(jié)構(gòu)建筑防火技術(shù)之所以在2001年以后受到熱捧，從某種程度上來說是受美國“9.11”事件影響，災(zāi)難造成世貿(mào)大廈瞬間坍塌，該事件引起了人們對鋼結(jié)構(gòu)建筑防火技術(shù)的高度關(guān)注，于是全球各國開始著眼研究鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)。再比如，近年來，裝配式建筑無疑是國內(nèi)外建筑領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，因此，“拼裝”也成為了2010年以后的突變詞之一。

表6 1992—1997年鋼結(jié)構(gòu)建筑研究領(lǐng)域的43個(gè)突變詞

五、鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)研究演化路徑

由表6可以看出，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究熱點(diǎn)詞匯由初期的“金屬結(jié)構(gòu)”“高層建筑”“焊接”，逐步過渡到“防火涂料”“有限元”“桁架”“預(yù)應(yīng)力”，再到“抗震性能”“監(jiān)測”“數(shù)值模型”，2013年以后的熱點(diǎn)詞匯主要涉及“拼裝”“滑移”“仿真技術(shù)”“BIM”和“建筑信息化”等，熱點(diǎn)關(guān)鍵詞的時(shí)間變化可以反映出對鋼結(jié)構(gòu)的研究正在逐步走向信息化、智能化，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)成為近年該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

六、結(jié)束語

本文以中國鋼結(jié)構(gòu)建筑為研究對象，以CNKI的SCI來源期刊、EI來源期刊、核心期刊及CSSCI等數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，運(yùn)用情報(bào)學(xué)中的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，利用科技文本挖掘及可視化工具CiteSpace對1992—2017年在國內(nèi)發(fā)表的鋼結(jié)構(gòu)建筑期刊文獻(xiàn)進(jìn)行分析，梳理出了鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域研究熱點(diǎn)和技術(shù)演化路徑，得到如下研究結(jié)論。

第一，清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、西安建筑科技大學(xué)等建筑類知名重點(diǎn)大學(xué)（“985”“211”）是國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要研究力量，與此同時(shí)，中建鋼構(gòu)有限公司、中國建筑科學(xué)研究院、中建三局集團(tuán)有限公司、浙江精工鋼結(jié)構(gòu)有限公司、上海寶冶建設(shè)有限公司及北京建工集團(tuán)有限責(zé)任公司等國有或民營企業(yè)也都為中國鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

第二，鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域一直屬于中國重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。統(tǒng)計(jì)顯示，1992—2017年，鋼結(jié)構(gòu)建筑研究領(lǐng)域共有540篇文獻(xiàn)獲得國家級科技專項(xiàng)基金支持，其中國家自然科學(xué)基金395篇，占比達(dá)73.15%，后面依次為國家科技支持計(jì)劃90篇、863計(jì)劃36篇、973計(jì)劃13篇和國家科技攻關(guān)計(jì)劃6篇。此外，還有295篇論文獲得省部級科技專項(xiàng)基金支持。

第三，從關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜分析看，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑研究主要集中在施工與安裝技術(shù)、防火技術(shù)、防腐技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及數(shù)值模擬、仿真計(jì)算與裝配式建筑等方面。

第四，通過詞頻探測技術(shù)確定了國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域的研究前沿，數(shù)值模擬、BIM、仿真技術(shù)、裝配式建筑等是該領(lǐng)域的重要前沿與發(fā)展趨勢。