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[分享]结构设计师:计算软件成为大展身手的利器还是装饰门面的挡箭牌

发表于2018-11-07     313人浏览     1人跟帖    筑龙币+50  复制链接  只看楼主

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蒋德华

可以说现在的结构设计师大多是软件控,离开了软件就无从下手。以前设计院的工程师都在用图板画图,用计算器完成结构计算。电脑是新鲜玩意,会使用的人比较少。

设计总会遇到各种问题,比如现场地基情况变化、进场的钢筋没有图纸中的规格、梁的高度不满足工艺要求,怎么改?这时便心底有些发慌,想回单位用电脑算一下, 更何况工程在外地等不及我回去再算,怎么办?很尴尬吧!

当电脑成为设计主要工具时,可能很多年轻的工程师都有过类似的经历,电脑究竟是大展身手的利器还是装饰门面的挡箭牌?这是希望成为优秀结构工程师的人必须思考的问题,脱离电脑结构工程师靠什么来完成设计?

纽约帝国大厦建成于 1931 年,地上高度 381m,曾雄踞世界最高建筑宝座达 40 年,2001 年 911 事件后再度成为纽约最高楼,其高度放在今天 对于结构设计也不是轻松的事情。而世界第一台电脑在帝国大厦建成后15 年才出现。

软件不管多么强大,都只是根据固定指令进行计算,并不具有思维判别能力,计算结果并非一定正确, 关键还是设计人如何应用把控计算结果。从某种意义上说电脑并非结构设计的必需品,祖先用算盘做出应县木塔,经历数次大地震,仍屹立不倒。

随着工具的进步,结构设计的核心是什么,又有什么变化?在没有三大力学以前,古人主要依据自然观察和实践经验建造各种受力结构,比如修建一座桥,就用一块石板铺在石墩上,跨度取决于石材厚度。如图所示。结合古代结构发展史可以得出结构设计的核心,就是利用合理的结构材料,寻找最佳的荷载传递方式。
结构设计师:计算软件成为大展身手的利器还是装饰门面的挡箭牌_1
桥梁受力情况
调模型红不红成为唯一判断标准

工程师使用各种软件时,经常会遇到计算结果红不红的问题,红意味着构件验算未通过,不红意味着构件验算通过。红了要如何处理?通常想到的就是加大截面,这是一种方法,但未必是好方法。结构内力分布与结构刚度和变形协调有很大关系,某些构件结果为红,可能是其他构件布置不合理、内力分布不均匀所致,这时要根据整体情况来进行调整,才能实现合理的局。

西北某高层住宅项目,底层墙体平均厚度是250mm,设计人在计算中发现某道墙体总是红色 警告,就将墙体厚度不断增加,达到 1m 尺度终于验算通过,于是说服建筑师和甲方按此设计并施工。
后来汶川发生地震,远离地震中心的该楼此道墙体出现严重的剪切裂缝,分析原因是该墙体相对其他墙体刚度过大造成,而周边楼房受到地震影响但未发生破坏,这就是典型的依靠电脑不靠结构知识进行设计的例子。结构工程师对待上面的问题,也应该找出验算不通过的本质原因再去决定是否增加墙厚。
结构设计师:计算软件成为大展身手的利器还是装饰门面的挡箭牌_2
力学原理工作

力学原理工作

除计算上滥用电脑,还有制图滥用电脑的情况。 现在网络发达,各种计算书、图纸很容易获得,于是把他人设计说明、连接节点拷贝下来,充当自己的设计成果,全然不考虑说明和图纸与当前设计的契合度。

曾经看过两套图纸,一份是砌体结构图纸,但结构设计总说明里没有与砌体相关的内容;一份是桩基础图纸,但图纸中没有桩身强度验算设计内容。设计人把别人的图纸拷贝过来,简单修改一下工程名称就交图,在思想上没有任何学习、吸收、改进成为自己知识的概念。

设计人应注意设计说明和详细图纸的差异,详细图纸中表达各种材料数量、规格信息,但不表达工程师最关心的材料要求、设计等级、构造措 施、施工细节,这些内容是在结构设计总说明里表达。 可以说结构设计总说明是项目最重要的设计指导文件,工程师应根据项目特点仔细检查每条说明的完整 性、适用性和严谨性,让施工技术人员理解设计意图, 确保施工质量符合设计要求。

在当代快速设计的时代,结构工程师不会使用电脑显然不能胜任结构设计角色,但结构设计的本质是以结构思维去解决建筑荷载传递问题,并非由一堆计算数据罗列而成。最近读到英国人马尔科姆·米莱编 写的《建筑结构原理》,书中基本没有计算内容,而 是以生动的描述和简单的图形讲解结构概念,将复杂的结构设计案例进行解释,读来受益匪浅,所谓“大道至简”不过如此。


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 发表于2018-11-07  | 只看该作者      

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在当代快速设计的时代,结构工程师不会使用电脑显然不能胜任结构设计角色,但结构设计的本质是以结构思维去解决建筑荷载传递问题,并非由一堆计算数据罗列而成。

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