我对结构设计的理解

我对结构设计的理解

刚开始踏入结构设计行业，我想大部分新人都是先从楼梯、坡道这些东西开始画的。为什么呢？从两个角度看，第一是因为楼梯常常被作为附属结构，产值提成低，而且设计的东西（梁、板、柱、墙等等），空间结构复杂，所以对于老员工来说是“费力不讨好”的差事；第二是因为结构设计上，大多数设计院往往把楼梯的荷载值事先加载到楼梯间梁或墙上了，设计上往往也将楼梯与主题结构之间设计为铰接，即便后期如果有荷载增加等因素也可以在不大范围影响的情形下快速修改（很少会因为楼梯荷载改变而改变梁柱位置，充其量也就改一下尺寸，然后跑一边盈建科或PKPM），而对于有几年画图经验的设计者来说，楼梯基本上很多是套路（用心的设计者还会自己编制一些实用设计表格批量生产楼梯，详图自己做一个详图库改一改就好），因此从结构和出图来看，楼梯出于一个比较附属的位置（虽然很多专家说楼梯非常影响主体结构，应该把楼梯和主体结构整体建模一起分析计算，并且楼梯设计也是非常重要的，但是没办法，传统的观念已经根深蒂固，而且这样做效率高）。

大概画了四五十部各种类型的楼梯（单跑、双跑。交叉、三跑、螺旋、折线、钢楼梯（钢梯涉及面比较广了，一般做砼结构的也不会全面了解设计）），加上做一些坡道（坡道比楼梯要难，主要是因为坡道不仅要与上部配合还要与地下室基础等配合，另外不得不说坡道出计算书麻烦，楼梯直接用TSPT就可以，坡道还得自己在盈建科里面建模，碰到螺旋形的怪麻烦），接着会分一些门卫室啦，门厅啦，大概就是四六根柱子加上两三块板，搞个独立基础就可以了，介于这些结构单层单跨，一般开始做的时候稍微放大了设计也不会出多大问题。

这样画楼梯画坡道等大概画个大半年甚或一年，基本的软件如CAD/PKPM或者盈建科/TSPT熟悉了，就开始分一些建平比较小的比方说两三千平的框架梁做了。一般除了101系列图集，各个设计院也会有自己的标准，如CAD图层啦、线型啦、配筋放大系数啦（满足规范要求之外）。估计一开始不少是老员工甩梁图的计算书给你，把PKPM梁线图给你（也可以将PKPM文件导入TSPT生成初版，也有的直接用盈建科的导出梁图作为基础修改），然后按照规范、101图集、公司标准一根一根开始配筋（用上配筋助手+TSPT+小萝卜头+ZCtool+贱人等等各种插件工具箱），配完后自己先检查一下十来条强条，然后检查一下配筋是否合理（能通则通，裂缝控制调节配筋疏密、挠度控制等等，TSPT有校审可以帮助检查），自检没问题后发给专负检查，一般开始画肯定有不少问题的，或多或少吧。然后按照专负的要求继续修改，反复上边的步骤直到最后满意。画板图相对梁图要简单一些，一般先看PKPM/盈建科出来的SATWE数据顶一个基本配筋涵盖大多数的板面，然后不够的原位标注，配合GG快捷键+贱人+TSPT等等插件等，直至是整个板配筋合理均匀清楚准确即可，当然开始也会有不少的问题，经过五六个项目的话基本上也没多大问题。

梁板配筋画好之后就开始进入柱墙画图了，由于是竖向受力构件，往往要求也卡的比较严格，强条也比较多。刚开始画的时候就可以细心一点，根据图集+规范+公司标准，不懂的及时问问有经验的或者师傅。尤其是有抗震要求的墙柱配筋往往也有很多容易忽略的地方，同时每一个设计院画图的样式还可能不一样，比如有的设计院墙体配筋文字说明，图面只画暗柱，有的设计院则在图面把暗柱和墙配筋都表示出来，这样经过大概四五个项目，墙柱至少也没多大问题了。

上部结构全部学习过后，就可以细心研究一下基础的做法了，可以说建筑稳定与否，安全与否，很大部分原因是由基础决定的，所以我想对于很多经验五年以下的设计人员来讲，基础是他们并不能很好做到正确规范设计的一环。很多设计院在做方案设计和初步设计的时候都会对基础方案进行分析论证，对于新手来讲可以先从看图开始，选择公司里面前面做过的简单一点的如独立基础、条形基础，看看别人的设计思路，图纸说明、计算书、详图等等，然后试着找一个另外的简单做过的项目基础自己做一下，然后对比一下自己的问题。这样来回做个三四个我想对简单基础设计自己还是有一定的掌握能力。之后可以参与到具体项目当中去，可能从简单的助手做起，慢慢的了解基础的设计过程。成功做过一两个项目的基础设计后，就可以进一步学习如筏板基础（包括打样做法，加防水板的）、桩基础和混合基础。我想设计前期可能方案方面大部分还是专负来决定，自己作为画图人员大部分还是按照方案的要求分析计算画图的，但要真正的掌握基础设计，必定要学会从建筑设计资料、上部计算资料、地勘资料自己拟定基础方案，对于比较复杂的地形灵活地选择基础方案，我想如果这方面对于没有去过施工现场或对建筑基础施工不熟悉的设计人员来讲很难光靠书本上的知识做到，因为基础设计乃至上部结构设计很多时候也要考虑施工的合理性，施工中可能出现的问题（环境问题、结构问题等等）。个人觉得基础部分对于任何一个设计人员来讲，都是贯穿于整个设计需要不断学习积累的部分。

以上部分如果按照那样一步一步做个五六年之后，我相信你已经成为一个不错的合格的画图人员了，但注意还不是优秀的画图人员。为什么呢？我个人的体会，在画图中，常规的画图按照要求自己一步一步学习还不是很难，鉴别两个画图人员的优劣我想还是画图效率和详图部分，画图效率一方面和熟练程度相关，另一方面还与画图人员的自我学习创造力相关，比方说很多画图人员就会按照公司常用的方法画图，没有自己独到的见解，而有的画图人员却可以自己通用各种渠道找到最适合自己的画图方式甚至参与编程来提高效率；另一方面是详图，画过图的结构设计师都知道，很多详图是在图集里面没有的，这也是土木专业科班毕业生比很多如力学、工管乃至外专业靠简单培训进入结构设计行业更有优势的原因。因为实际设计当中，很多构件的设计在图集里面根本找不到，这就需要设计师对力学、对混凝土结构、钢筋性能等有一个比较清楚地了解，然后灵活设计出合理的构件。不能什么时候都想着从图集里面找到一个现成的构件copy出来改改尺寸算一算，这样的外行我觉得最终是成不了结构设计专家的，充其量就是一个画图人员。而要从画图人员过渡到结构设计师，我想除了基本的画图能力之外，设计师必须还要有基本的专业知识储备，很多人说结构设计门槛低，确实门槛低，但注意是什么门槛，是画图匠！请个人培训半年会翻翻图集，会CAD，会在PKPM里面输入经验参数，会按照要求机械地画图充其量就是一个画图匠。真正的结构设计师是要对力学（结构力学、材料力学）、建筑材料、建筑制图、建筑学知识、抗震、高层结构等等都有一定的知识储备的，而不是随随便便一个外专业的跑过来会画两张图就说自己是结构工程师了，我想即便他们画对了，更多地也是机械性的模范而不是创造。所以什么叫做一个合格的结构设计师，那应该是根据各种复杂的环境、复杂的受力形式、复杂的建筑体型设计出合理安全的受力结构、受力构件，就好像私人定制一样。

做到上述之后，作为一个结构设计师可以做一些比较复杂的结构，超高层、钢结构、超限结构等等，做做超限报告、利用MIDAS/ANSYS/ABAQUS/XTRACT等等工具，重要的是理解，而不是机械地模仿。做了三五个超限结构后，我想作为