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概念设计与结构措施

  来源:新型建材网   作者:杨洋 有91人浏览 日期:2016-12-30放大字体  缩小字体

 建筑结构设计中的概念设计与结构措施(抄录)
       在建筑结构设计中,概念设计与结构措施至关重要。一定程度上它反映了一个结构工程师的设计水平,下面就这两个问题谈一下本人的一点看法。
 
1 概念设计的重要性
 
      概念设计是展现先进设计思想的关键,一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计,并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为,概念设计做得好的结构工程师,随着他的不懈追求,其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富,设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是,随着社会分工的细化,大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机 程序做习惯性传统设计,缺乏创新,更不愿(不敢)创新,有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳(害怕承担创新的责任)。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天,对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。随着年龄的增长 ,导致他们在大学学的那些孤立的概念都被逐渐忘却,更谈不上设计成果的不断创新。
 
       强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性,比如对混凝土结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远,为了弥补这类计算理论的缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点,往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解,结构工程师只有加强结构概念的培养,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。
 
       概念设计之所以重要,还在于在方案设计阶段,初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择效果最好、造价最低的结构方案,为此,需要工程师不断地丰富自己的结构概念,深入、深刻了解各类结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。
 
2 协同工作与结构体系
 
       协同工作的概念广泛存在于工业产品的设计和制造中,对于任一个工业产品,我们均不希望其在远未达到其设计寿命(负荷、功能)时,它的某些部件(或零件)即出现破坏。对于建筑结构,协同工作的概念即是要求结构内部的各个构件相互配合,共同工作。这不仅要求结构构件在承载能力极限状态能共同受力,协同工作,同时达到极限状态,还要求他们能有共同的耐久寿命。结构的协同工作表现在基础与上部结构的关系上,必须视基础与上部结构为一个有机的整体,不能把两者割裂开来处理。举例而言,对砖混结构  ,必须依靠圈梁和构造柱将上部结构与基础连接成一个整体,而不能单纯依靠基础自身的刚度来抵御不均匀沉降,所有圈梁和构造柱的设置,都必须围绕这个中心。
 
       对协同工作的理解,还在于当结构受力时,结构中的各个构件能同时达到较高的应力水平。在多高层结构设计时,应尽可能避免短柱,其主要的目的是使同层各柱在相同的水平位移时,能同时达到最大承载能力,但随着建筑物的高度与层数的加大,巨大的竖向和水平荷载使底层柱截面越来越大,从而造成高层建筑的底部数层出现大量短柱,为了避免这种现象的出现,对于大截面柱,可以通过对柱截面开竖槽,使矩形柱成为田形柱,从而增大长细比,避免短柱的出现,这样就能使同层的抗侧力结构在相近的水平位移下,达到最大的水平承载力;而对于梁的跨高比的限制,一般还没有充分认识到。实际上与长短柱混杂的效果一样,长、短梁在同一榀框架中并存,也是极为不利的,短跨梁在水平力的作用下,剪力很大,梁端正、负弯矩也很大,其配筋全部由水平力决定,竖向荷载基本不起作用,甚至于梁端正弯矩钢筋也会出现超筋现象,同时,由于梁的剪力增大,也会使支承柱的轴力大幅增大,这种设计是不符合协同工作原则的,同时,结构的造价必将会上升。多高层结构设计的主要目的即是为了抵抗水平力的作用,防止扭转,为有效的抵抗水平力作用,平面上两个正交方向的尺寸宜尽量接近,目的是保证这两个方向上的“惯性矩”相等,以防止一个方向强度(稳定性)储备太大,而另一个方向较弱,因此,抗侧力结构(柱、剪力墙)宜设置在四周,以增大整体的抗侧刚度及抗扭惯性矩,同时,应加大梁或楼层的刚度,使柱(或剪力墙)能承担较大的整体弯矩,这就是“转换层”的概念。防止扭转的目的,是因为在扭转发生时,各柱节点水平位移不等,距扭转中心较远的角柱剪力很大,而中柱剪力较小,破坏由外向里,先外后里。为防止扭转,抗侧力结构应对称布置,宜设在结构两端,紧靠四周设置,以增大抗扭惯性矩。因此,高层或超高层建筑中,尽管角柱轴压比较小,但其在抗扭过程中作用却很大(若角柱先坏,整个结构的扭转刚度或强度下降,中柱必定依次破坏),同时,在水平力的作用下,角柱轴力的变化幅度也会很大,这样势必要求角柱有较大的变形能力。由于角柱的上述作用,角柱设计时在承载力和变形能力上都应有较多考虑,如加大配箍,采用密排箍筋柱、钢管混凝土柱。
 
       目前,部分已建建筑在其四角设置巨型钢管柱,从而极大地增强了角柱的强度和抗变形能力。在高层建筑结构设计中,柱轴压比的限值已成为困扰结构工程师的实际问题,随着建筑高度的增加,结构下部柱截面也越来越大,而柱的纵向钢筋却为构造配筋,即使采用高强混凝土,柱截面也不会明显降低。实际上,柱的轴压比大小,直接反映了柱的塑性变形能力,而构件的变形能力会极大地影响结构的延性。混凝土基本理论指出:混凝土构件的曲率延性,即弯曲变形能力主要取决于截面的相对受压区高度和受压区边缘混凝土的极限变形能力。相对受压区高度主要取决于轴压比、配筋等,混凝土的极限变形能力主要取决于箍筋的约束程度,即箍筋的形式和配箍特征值(λ=ρfyfc)。因此,为了增大柱在地震作用下的变形能力,控制柱的轴压比和改善配箍具有同样的意义,因而采用密排螺旋箍筋柱或钢管混凝土均可以提高柱轴压比的限值。
 
3 协同工作与材料利用率
 
       协同工作设计的另一个目的,还在于对材料的充分利用。一般来讲,材料利用率越高(即应力水平越高),该结构的协同工作程度也越高(从优化设计的角度,尽管结构性能最好的方案,不一定是材料利用率最高),尤其对我国这样一个发展中国家,结构设计的目的即是花最少的钱,做最好的建筑,这就要求设计时对结构材料的充分利用,这从梁类构件的演变可以看出。矩形截面梁是最普通的受弯构件,它的材料利用率很低,原因有二:一方面是靠近中和轴的材料应力水平低,另一方面是梁的弯矩沿梁长一般是变化的,这样对等截面梁来说,大部分区段,即使是拉、压边缘,其应力水平均较低。针对梁的这种受力特点,用结构概念分析,主要是因为梁截面存在应变梯度,只有当构件是轴心受力时,材料利用率才可能增大,于是就出现了平面桁架,平面桁架可以理解成“掏空”的梁——将梁中多余材料去除,既经济,又降低自重;故桁架的上弦相应于梁的受压边,下弦相应于受拉钢筋。规则桁架中腹杆的受力(拉、压)与梁中主拉、压应力方向一致,根据上述分析,还可以将桁架的外形设计为与弯矩图相似的形状,从而使桁架的弦杆受力均匀。由于桁架中大量存在压杆,压杆的强度往往由其稳定性决定,而不是由杆件截面材料强度决定,因此,在平面桁架的设计过程中,应设法降低压杆的长细比。
 
      单纯增大截面是下策,特别是上弦杆,应努力增加其平面外的刚度(有时上弦采用双杆形成的复合压杆),提供平面外约束(增加支撑),如果把这些平面外的支撑再连接成桁架,这样就使平面桁架变为平面交叉桁架,最后发展为空间网架。空间网架的材料利用率高,应力水平高,故在大跨度、大空间结构中广泛使用,但网架结构中仍然存在压杆,压杆(特别是钢压杆)的应力水平不可能太高(因为随着跨度的增加,网架的高度增大,腹杆的长度将增大,同时节点距离的增大也导致弦杆长度的增大),这样高强材料就不能使用。因此,努力减少或消除结构中的压杆,就使我们找到了悬索结构,悬索结构中所有的“杆件”均为拉杆,这样就使悬索结构中杆件的应力水平极高,材料利用率极大,高强材料得以充分利用,还可施加预应力。因而在超大跨度的结构中,悬索结构(或包括悬索结构的组合结构)是首选的结构类型。就混凝土基本理论的发展来看,也体现了使各种材料充分发挥性能,并相互协同工作的特点。林同炎教授认为:钢筋混凝土与预应力混凝土之间的区别在于钢筋混凝土是将混凝土与钢筋两者简单地结合在一起,并让他们自行地共同工作,预应力混凝土是将高强钢筋与高强混凝土能动地结合在一起,使两种材料均产生非常好的性能。反映了人们对混凝土中的协同工作认识和运用过程的加深。
 
      目前广泛使用的钢-混凝土结构 ,是将钢结构与混凝土结构相互取长补短形成的一种新型的结构形成。尤其是钢管混凝土,与预应力混凝土相似,更将这两种材料能动地结合起来,实现了结构材料的又一次革命。钢管混凝土的原理有二:1)借助钢管对核心混凝土的约束,使核心混凝土有更高的强度和变形能力;2)核心混凝土又对钢管壁的稳定提供了有效可靠的支撑。钢管混凝土的极限承载力远大于钢管和核心混凝土两者的承载力之和,约为两者之和的17~2 0倍,其极限变形能力是普通钢筋混凝土的几倍甚至几十倍,这是钢材与混凝土的又一次理想结合。它的出现,使传统意义上的受压破坏特征由脆性变为延性,对结构抗震的延性设计意义巨大,也使超高层建筑底层柱的轴压比限制问题迎刃而解。
 
      从上述结构构件的演化,推而广之,在结构设计中,只有当构件越多处于轴心受力状态,其材料的利用率才可以高,经济性也就越好。对框架结构,竖向载作用下,框架柱宜处于小偏心受压下工作,若大量柱处于大偏心受压工作状态,则该结构方案的经济性一般不好,故对非地震区的框架结构,其框架柱应优先设计为小偏心受压。这里就出现了一个矛盾,在地震作用下,大部分柱可能处于大偏心受压状态工作,截面设计时,大量柱的配筋仅仅是为万一发生地震而增加的,这些钢材在不发生地震时,将不起丝毫作用,这显然是不经济的,与抗震设计的整体思想也不相符。为避免这种现象的出现,一方面应设法加强结构整体性,必要时,在某些楼层设置刚性转换层,从而加大整体弯矩,减小引起柱弯曲变形的局部弯矩;另一方面,对柱的设计,可将整个楼层面的柱设计为多肢柱,使多肢柱的每一根杆件都能处于轴心受力状态,如对钢管混凝土柱,只有在小偏心受压(或接近轴压)时,钢管和核心混凝土才能更好地协同工作,在偏心距较大的受压构件中使用时,更宜将其设计成双肢、三肢或四肢组成的组合构件。
 
      最后,协同工作的原则也是整体工作的原则。在概念设计日益重要的今天,要求结构工程师应有深厚的基本理论基础,并能不断吸取他人先进的设计思想。对自己的作品、设计(即使是已建成的),应经常进行深刻的反思,对每一项设计都精益求精。
 
结构设计中的概念设计
http://www.civilcn.com/jiegou/jglw/lilun/1299044906126491.html
随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。
  我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。
  所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。
  比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。
  运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应S呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。
  同时,在目前建筑结构抗震鉴定及加固中,概念设计的思想也应得到延伸。在1976年唐山地震中,天津市加固的2万间民房无一倒塌,但天津第二毛纺厂三层的框架厂房,却因偏重于传统构部件的加固 ,忽视结构总体抗震性能的判断,造成不合理的加固使抗震薄弱层转移,仍然倒塌。
  概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中,往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中,单项计算练习居多,综合练习偏少,并着重体现在考题中,使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机应用教育,比如,毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计算机设计过程的屏蔽,手算过程训练程度的削弱,造成学生产生一定依赖性,结果综合运用能力下降,整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。
  随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用,使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。
  著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。
  参考文献:
  1. 高立人,王跃,结构设计的新思路——概念设计,工业建筑 ,1999(1)
  2. 戴国莹,李德虎,建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题,建筑结构,1999(4)
  3. 林同炎,S.D.思多台斯伯利 ,结构概念和体系,中国建筑工业出版社
建筑结构设计中概念设计重要性的探讨
 
http://www.chinabaike.com/z/xinxi/447877.html
 
 
建筑结构设计中概念设计重要性的探讨
 
 
 
 
  摘要;随着生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。计算机结构分析软件得到广泛的应用,从而加强了设计师对建筑结构计算软件的依赖,本文探讨了重视概念设计对建筑结构设计的重要性,充分发挥结构工程师的综合设计能力的体现能力。使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济。
  关键词;;建筑结构设计;概念设计;
  0引言
  概念设计的内容十分丰富,应用面也非常广泛,几乎蕴含了所有的结构设计过程。我们通常谈到的安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、地震的概念、使用的概念等都属于结构的概念。概念设计就是融合这些概念,贯穿到结构造型、方案设计、结构布置、计算简图抽象、计算结果处理、施工图绘制等设计的整个过程,对理论无法明确的部位,还要有定性的认识后才能反映到设计成果中。
  当前科学技术迅速发展,计算机结构程序的全面应用给结构设计师带来极大方便,大大减轻了他们的劳动强度,提高了设计的效率和质量。但同时也容易让人产生错误认识,认为结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),然后就可使用汁算机完成结构设计了。因此,一些结构设计师不重视结构的基本理论和基本概念的正确使用,不能有效地运用他们的知识、精力和时间去考虑结构的整体设计、协同工作等一系列概念设计问题而是一味地依赖汁算机,久而久之许多设计人员缺乏结构设计的概念,对软件技术条件认识不清、对计算机的计算结果无法判断,对规范与软件之间的差异不甚了解,对如何加强结构的整体性、合理性、经济性没有概念,甚至一些设计人员因为过多地相信计算机分析结果而导致结构计算模型与实际建筑物存在较大差别,引起结构施工图中出现了大量的概念性错误和计算错误,且有些错误可能会导致严重的后果。为保证建筑结构的安全、适用、经济、可靠,对设计人员强调结构概念设计的重要性是非常必要的。
  1关于概念没计
  所谓的概念设计就是运用清晰的结构概念,不经数值计算,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、实验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,对结构及计算结果进行正确的分析,并考虑结构实际受力状况与计算假设间的差异,对结构和构造进行设计,使建筑物受力更合理、安全、协调。概念设计主要从两个方面对结构设计进行宏观控制[1];一是在方案设计满足建筑要求的前提下,从宏观的角度考虑结构整体性及主要分体的相互协调关系,确定总体设计方案;二是在理论设计过程中综合考虑工程条件、计算理论、材料性能等各种因素对计算结果的影响,判断理论设计的准确性,并对一些工程中难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题,根据实际经验采用一些结构构造措施进行处理[2]。换句话说,概念设计是运用人的判断和思维能力,从宏观解决结构设计的基本问题、概念设计是一种思路,是一种定性的设计,它不以精确的力学分析、生搬硬套的规范条文为依据,而是对工程进行概括性的分析,制定设计目标,采取相应结构措施。具体到设计过程,就是根据特定的建筑空间和地理条件,结合建筑的功能要求,考虑结构安全、适用、经济、美观、施工方便等各种因素后,确定结构的总体方案,按照结构的破坏机理和破坏过程,灵活且能有意识地利用整体结构体系与基本杆件间的力学特性与关系、设计准则、工程现场实时的资源条件,全面合理地解决结构设计的基本问题。既要注意到总体布置的大原则,又要顾及到关键部位的细节,从根本上提高结构的可靠度。概念设计的目的是力求使设计方案安全、可靠、经济、合理,是一个优化的过程。概念设计运用得好,能使结构满足建筑要求,并以最快的方式将荷载传递到基础、地基中,创造更为安全、舒适的工作和生活环境,从而节约材料和资金,使工程项目的设计、施工、使用都能“又快、又好、又省”,这也是人们对工程建设的最基本要求。
  2概念设计的必要性
  2.1概念设计是结构设计的基础与灵魂
  结构的概念设计在结构设计中占有重要的地位,结构设计的流程一般分为3个阶段:前期的方案选择、中期的结构计算及后期的施工图绘制。结构的概念设计是结构分析和设计的第一步,结构设计三个阶段离不开科学的概念作指导。
  (1)方案设计阶段。一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案,即选择一个切实可靠的结构形式和结构体系。在此阶段,设计者除了对建筑物的功能要求、地理环境、资金配备、材料供应、施工条件与水平等进行综合的分析,并与建筑、水电、设备等专业进行充分比较外,还要考虑结构内部的协同工作、结构抗震的构造设计、结构整体性能控制等问题,而后完成结构选型,确定结构方案,必要时还要对多个方案进行比较,择优选用。因此方案设计过程是不能借助于计算机或理论计算来实现的,它需要结构工程师综合应用其掌握的结构概念,在深入了解各类结构性能的基础上,有针对性地选择效果最好、造价最低的结构方案。
  (2)结构计算阶段。结构计算是在计算简图的基础上进行的,即要对作用在结构构件上的荷载和构件的约束进行一定的简化,简化后的结构内力变形必须与原结构尽可能一致。目前由于建筑物的功能复杂多样,结构计算一般是通过计算机来完成的,因此结构工程师必须把实际工程的结构形式转换成计算机能够识别的计算模型,并且要保证模型受力和变形的精确性,在此基础上结构工程师还应根据实际结构的工作状态,在全面了解程序软件的适用范围与技术条件后正确选择和使用结构设计软件,同时再用概念设计对电算结果进行科学分析,作正确合理的判断。如果结构工程师缺乏经验、不具备结构体系功能及其受力、变形特性的整体概念与判断力,他们就无法确定实际结构的计算简图、无法判断计算机显示的计算模型与计算结果的正确否。
  (3)施工图绘制阶段。结构工程师通过计算机完成结构设计计算并对结果确认无误后,接着就是把计算结果用施工图的方式表现出来(通常也是计算机完成)。此时,结构工程师还有一项比较艰巨的任务需要完成,即调图工作。他们要检查施工是否正确反映设计意图,是否满足结构整体稳定和各构件间协同工作的要求、结构抗震设计的要求、结构的材料利用率和经济适用的要求等。很多刚毕业的大学生面对施工图纸无法断定其适用性和正确否,主要原因就是他们缺乏经验与实践过程中结构概念的养成。
  2.2概念设计思想的运用。弥补结构设计理论和计算理论的缺陷,拓宽结构设计思路
  我国现行的结构设计理论与计算理论采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,与过去经历过的经验估算法、容许应力法及破损阶段法相比,它更科学、更合理,但也存在一些缺陷或不可计算性,即它对具体空间结构体系整体研究存在一定的局限性,只能视作近似概率法。如,对混凝土楼板结构设计,内力计算是基于弹性理论的计算方法,而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法,这一矛盾使计算结果结构的实际受力状态差之甚远。为了弥补这一缺陷,或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计,必须用优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。要充分发挥结构程工师的创新能力,因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。
  2.3概念设计思想的运用,有利于培养结构工程师的创造力
  随着计算机结构分析软件的广泛应用和普及,它使人们摆脱了过去必须进行的大量的手工计算,使人们的工作效率得到大幅度的提高。与此同时,结构设计人员对结构计算软件的依赖性也越来越大,有时甚至过分地相信计算软件,并拘泥于规范、手册、图集等书本和遵从计算结果设计,致使设计思维过于理论化,注重理论忽略结构构造,从而忽略了结构概念设计的重要性。并且,由于各种因素,目前的结构计算软件总是存在着一定的局限性、适用性和近似性。如,结构的模型化误差;非结构构件对结构刚度的影响;楼板对结构刚度的影响;温度变化在结构构件中产生的应力;结构的实际阻尼(比);回填土对地下室约束相对刚度比;地基基础和上部结构的相互作用等。有些影响因素目前还无法给准确的模型描述,也只能给出简化的表达或简单的处理,受人为影响较大,因此设计人员不能据此来定分析软件的正确性,更不能对异常构件、部位置之不理或偏信于计算机的结果,而足应该从整体上来把握和控制结构体系的各项性能,对内力异常的构件或部位,应从明确的结构概念出发来分析和处理,从而确保结构的安全性。又如,现在三维结构软件分析次梁支座负弯距时会出现很小的现象,按理论分析一定是支座位移较大产生的结果,但我们实测的支座位移总是比理论计算的结果小得多,故这种现象只能用概念设计加以解释。因此,在实际工作中强调概念设计的运用是培养结构工程师创造力的关键。结构工程师应对基本假定、力学模型及其适用范围有所了解,并应对计算结果进行分析判断,确认其正确合理、有效后方可用于工程设计。
  3重视概念设计,提高设计质量
  勘察设计是工程的灵魂,质量的龙头。只有具备优秀的设计,才能创建优质的工程。一个优秀的结构工程师会在每一项工程设计的开始,即在建筑设计的方案阶段,根据经验和专业设计理论,在脑海中进行一个“优化”过程,运用概念设计方法,可以迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,同时帮助建筑师开拓或实现建筑物业所想要的空间形式及其使用、构造与形象功能,并以此为目标,与建筑师一起确定建筑的总体结构体系,并能明确总体结构体系分体结构体系的最优受力方案所得方案往往概念清晰、定性正确,避免了后期设计阶段一些不必要的烦琐运算,具有较好的经济可靠性能。同时,这也是判断汁算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。概念设计是结构设计的核心和灵魂,它统领结构设计的全过程,贯穿着设计工程师的知识水平和设计水平。运用结构概念设计从整体上把握结构的各项性能,这样才能对计算分析结果进行科学的判断、合理的采用,保证了工程师在设计中的主导地位。
  4结语
  概念设计的水平,取决于深厚的基础理论、对结构原理和力学性质的深刻理解、丰富的工程经验(包括处理施工中的一些实际问题)以及设计人员分析问题、解决问题的能力,它是一种综合设计能力的体现。只有富于创新并具有丰富实践经验的结构工程师才能协同建筑师去实现理想的构思,设计质量才能得到最佳的保证。
  参考文献
  [1]高立人,王跃.结构设计的新思路——概念设计[J].工业建筑,1999(1):20~21.
  [2]柳强,王玉玲.浅谈概念设计在结构设计中的运用[J].新疆化工,2006(1):25~27.
  [3]王顺卿.谈建筑结构设计中的概念设计[J].山西建筑,2006(8):39~40.
  [4]闵小双.概念设计在建筑结构设计中的意义[J].科技资讯,2006(34):213.
  [5]韩渡.浅谈结构设计中的概念设计[J].科技情报开发与经济,2007(1):274~275.
 
 
高层建筑结构的概念设计
http://pilifengmo.blog.163.com/blog/static/72811947201051113947243/
毕 毅
  
  概念设计在设计人员中提得比较多 ,但人们往往片面地理解它 ,认为概念设计主要是用于一些大的原则 ,如确定结构方案 ,结构布置等。其实 ,在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。计算机技术的迅猛发展 ,为结构设计提供了快速、准确的设计计算工具。但不可迷信电脑 ,不能做电脑的奴隶 ,应做电脑的主人。而人的设计 ,就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷 ,主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思 ,即未进行概念设计所致。
1 概念设计的意义及依据
1 . 1 概念设计的意义
能做到结构功能与外部条件一致 充分展现先进的设计 发挥结构的功能并取得与经济性的协调 更好地解决构造处理 用概念设计来判断计算设计的合理性。
1 . 2 概念设计的依据
结构总体系与各分体系的工作原理和力学性质 设计和构造处理原则 计算程序的力学模型和功能 吸取或不断积累的实践经验。
2 概念设计的一般原则
2 . 1 选择合适的基础方案
基础设计应根据工程地质条件 ,上部结构类型及荷载分布 ,相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析 ,选择经济合理的基础方案。设计时宜最大限度地发挥地基的潜力 ,必要时还应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告 ,对一些缺地质报告的小型建筑也应进行现场查看和参考邻近建筑资料。一般情况下 ,同一结构单元不宜采用两种不同的类型。
2 . 2 合理选择结构方案
一个成功的设计必须选择一个经济合理的结构方案 ,即要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确 ,传力简捷 ,同一结构单元不宜混用不同结构体系 ,地震区应力求平面和竖向规则。总之 ,必须对工程的设计要求、地理环境、材料供应、施工条件等情况进行综合分析 ,并与建筑、水、暖、电等专业充分协商 ,在此基础上进行结构选型 ,确定结构方案 ,必要时还应进行多方案比较 ,择优选用。
2 . 3 选用恰当的计算简图
结构计算是在计算简图的基础上进行的 ,计算简图选用不当而导致结构安全的事故屡有发生 ,因此选择恰当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的刚结或铰结点 ,但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。
2 . 4 正确分析计算结果
在结构设计中普遍采用计算机技术 ,但由于目前软件种类繁多 ,不同软件往往会导致不同的计算结果。因此设计师应对程序的适用范围、技术条件等全面了解。在计算机辅助设计时 ,由于程序与结构某处实际情况不相符合 ,或人工输入有误 ,或软件本身有缺陷均会导致错误的计算结果 ,因而要求结构工程师在拿到电算结果时应认真分析 ,慎重校核 ,做出合理判断。设计师的知识、经验还是不可缺少的。
2 . 5 采取相应的构造措施
始终牢记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉原则” 注意构件的延性性能 加强薄弱部位 注意钢筋的锚固长度 ,尤其是钢筋的直线段锚固长度 考虑温度应力的影响。除此之外 ,还应注意按均匀、对称、规整原则考虑平面和立面的布置 综合考虑抗震的多道防线 尽量避免薄弱层的出现 以及正常使用极限状态的验算等等都需要概念设计作指导。
 
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浅议建筑结构设计中的概念设计
  在不断的结构设计研究与实践中,人们积累了大量有益的经验,并体现 在设计规范、设计手册、标准图集等等。随着计算机技术和计算方法的发展,计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用,每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力。结果给部分结构工程师造成一种错觉,觉得结构设计很简单,只需遵循规范、手册、图集,等待建筑师给出一个空间形成的方案(非结构的),使用计算机,然后设法去完成它,自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已。这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间,而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾。 
我国结构计算理论经历了经验估算,容许应力法,破损阶段计算,极限状态计算,到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。现行的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则,以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用。概率极限状态设计法更科学、更合理。但该法在运算过程中还带有一定程度的近似,只能视作近似概率法。并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的。事实上,建筑物是一个空间结构,各种构件以相当复杂的方式共同工作,且都并非是脱离总的结构体系的单独构件。目前,人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性,在设计过程中采用了许多假定与简化。作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范,应该把它作为一种指南、参考,并在实际设计项目中作出正确的选择。这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。 
所谓的概念设计一般指不经数值计算,尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中,依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想,从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制。运用概念性近似估算方法,可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择,易于手算。所得方案往往概念清晰、定性正确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的的经济可靠性能。同时,也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 
比如,有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架,还人为的布置一些抗震墙,即不能满足楼层间的合理刚度比,也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态。问题在于结构概念不明确,没考虑这两种结构体系的差异。软件的选择和使用不当,造成危害是不容忽视的。美国一些著名学者和专家曾警告工业界:“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”然而避免这种情况,概念设计的思想不妨是个好方法。 
运用概念设计的思想,也使得结构设计的思路得到了拓宽。传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R,以至混凝土的等级越用越高,配筋量越来越大,造价越来越高。结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率,结果肥梁、胖柱、深基础处处可见。以抗震设计为例,一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度,再由结构刚度算出地震力,然后算配筋。但是大家知道,结构刚度越大,地震作用效应越大,配筋越多,刚度越大,地震力就越强。这样为抵御地震而配的钢筋,增加了结构的刚度,反而使地震作用效应增强。其实,为什么不考虑降低作用效应S呢?目前在抗震设计中,隔震消能的研究就是一个很好的例子。隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层;加设消能支撑(类似于阻尼器的装置);有的在建筑物顶部装一个“反摆”,地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反,从对建筑物的振动加大阻尼作用,降低加速度,减少建筑物的位移,来降低地震作用效应。合理设计可降低地震作用效应达60%,并提高屋内物品的安全性。这一研究在国内外正广泛地深入展开。在日本,研究成果已经广泛应用于实际工程中,取得良好的经济、适用效果。而我国由于经济、技术和人们认识的限制,在工程界还未被广泛地应用。 
同时,在目前建筑结构抗震鉴定及加固中,概念设计的思想也应得到延伸。在1976年唐山地震中,天津市加固的2万间民房无一倒塌,但天津第二毛纺厂三层的框架厂房,却因偏重于传统构部件的加固 ,忽视结构总体抗震性能的判断,造成不合理的加固使抗震薄弱层转移,仍然倒塌。 
概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受,并将在结构设计中发挥越来越大的作用。然而现在的高校教学中,往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解。尤其在专业课教学中,单项计算练习居多,综合练习偏少,并着重体现在考题中,使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯。而且近年来强调计算机应用教育,比如,毕业设计用结构设计软件计算、出图。但由于计算机设计过程的屏蔽,手算过程训练程度的削弱,造成学生产生一定依赖性,结果综合运用能力下降,整体结构体系概念模糊。这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的。 
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高,对建筑结构设计也提出了更高的要求。发展先进计算理论,加强计算机的应用,加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用, 使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。其中,打破建筑结构设计中的墨守成规,充分发挥结构工程师的创新能力,是相当必要的。因为他们是结构设计革命的推动者和执行者。这则需要工程界和教育界进行共同的努力。推广概念设计思想是一种有效的办法。 
著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例。该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法,以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法。为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合,设计出令人满意的建筑奠定基础。这本书第二版的出版,为我们更好的加深概念设计的理解,提供有益的帮助。总之,概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想,这就让我们来共同学习、发展它吧,为结构设计的发展作出应有的贡献。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------概念设计是展现先进设计思想的关键, 一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计, 并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。 一般认为, 概念设计做得好的结构工程师, 随着他的不懈追求, 其结构概念将随他的年龄与实践的增长而越来越丰富, 设计成果也越来越创新、完善。 遗憾的是,随着社会分工的细化, 大部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计, 缺乏创新, 更不愿 (不敢 )创新, 有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳 (害怕承担创新的责任 )。大部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天, 对计算机结果明显不合理、甚至错误而不能及时发现。 随着年龄的增长, 导致他们在大学的那些孤立的概念都被逐渐忘却, 更谈不上设计成果的不断创新。 强调概念设计的重要,主要还因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性, 比如对混凝土结构设计, 内力计算是基于弹性理论的计算方法, 而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法, 这一矛盾使计算结果与结构的实际受力状态差之甚远, 为了弥补这类计算理论的缺陷, 或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计, 都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机结果的高精度特点, 往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解, 结构工程师只有加强结构概念的培养 ,才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。 概念设计之所以重要 ,还在于在方案设计阶段, 初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念, 选择效果最好、造价最低的结构方案, 为此, 需要工程师不断地丰富自己的结构概念, 深入、深刻了解各类结构的性能, 并能有意识地、灵活地运用它们.
 
创新——论结构设计者的“思想解放”!
(20http://blog.sina.com.cn/s/blog_70d60a4a0100tpm0.html
 
引子:偶尔看到08年的一篇文章“批判性思维不可缺”【南方周末】本文网址:http://www.infzm.com/content/trs/raw/37454
想起了08年定了一年的报纸《南方周末》,里面很多文字都是哲学语、精英话、狗屁文章,难得有几篇看了顺眼和让人心服,这篇算一个,还有那篇“解放思想从哪里杀出一条血路来”,都是由衷的佩服的。当年也试着在“OKOK”上论过一回论坛的改革,部分编辑给予鼓励,部分“实权派”避之不及,说的和公务员在两会上的发言差不多:“精神可嘉,历程从缓”,也导致了自己觉得无趣,退出编辑部,过去了。今天又看到这篇文章,不觉有些感触,不说大事,就从个人角度说说“结构设计者的创新精神吧”!
 
对结构设计者来说,何为“创新”?又何为“思想解放”?
创新,不是凭空想象、闭门造车,结构设计者的创新,分为三个层次,一为结构理论的创新,二是设计方法的创新,三为设计理论的创新应用。
“结构理论的创新”是少数如“W.Clough、Park、Timoshenko、陈绍蕃”等大师可以研究的,不是一般人可以企及的,暂不论也罢!
“设计方法的创新”主要指力学方法的实现,比如“软件突破、概念化的简化”,个中翘楚是“林同炎、郁彦、赵西安、李云贵”等大师,还说吗,多了去了,不必了。
“设计理论的创新应用”其实是一个很高的话题,大师也是如此,贴近小设计师的主要是广为宣传的“概念设计”,具体人不说了,大家身边就有,每个人在设计时都面临着“结构选型”。概念设计应用的例子很多,如:一座桥,用预应力梁可以做,用拱可以做,用桁架可以实现,用悬索可以摆平,用哪一种取决于工程师的经验、智慧和责任心。
下面我就从第三层次——狭义的创新,谈一下结构设计。
要创新,必须先要“解放思想”。结构设计的解放思想,先有一个负责任的心态,对结构设计工作要当做一项业绩、一个事业去做,不能把它当成工作完成就好。解放思想,不是盲目去蛮干,不是奇思淫巧,一切要从经过实践检验的理论入手分析建筑物或构筑物的使用功能,在满足其要求的前提下做合理的体系选择,做适当的结构布置。
一、结构选型
建筑中大跨度结构的实现,有很多体系可选择,肥梁胖柱随处可见,有很多不合理的结构出现了。比如,九十年代的北京亚运会的“英东游泳馆”采用的就是悬臂梁为屋面悬索的支柱,就像立了两根竹竿再拉绳凉衣服,竹竿很高,衣服又重,大家可以想象其基础承受多大的弯矩;央视的“大裤衩”、奥运的“鸟巢”,如果用钢框架和膜结构来做可以省下许多钢材,何苦现在为节约所谓教育资源而让农民工的孩子流离失所?芝加哥的“西尔斯”大厦和林同炎教授搞的“中银办公楼”都是合理选用结构体系,实现“多快好省”的典型例子。有很多体育建筑、会展建筑、站台建筑,长悬臂、大雨篷(此处为雨篷,不是雨蓬或雨棚,哪个注意到了?)屡见不鲜,其实大部分为造型服务、为领导眼球服务,从功能上讲很没必要,于是桁架、张弦梁、预应力应用了很多,如果做这种门面工程用些轻薄材料,用些可拆卸的东西也就为百姓省下了纳税钱,也给下一任领导大拆大建留点资金(想想沈阳五里河,在想想悉尼奥运会场),可以用些立柱的索膜结构,去除附属结构后还可以使用。
二、结构布置
要从力学的角度看待结构体系和构件,用最合理的布置把构件布置在它能发挥自己优势的地方,用人上讲究“量才使用、扬长避短”,结构也是如此。目前抗震规范对结构扭转控制越来越趋向严格,就一个非抗震建筑来说,也是布置的刚度均衡为好。有时为了满足规范的系数要求,有的兄弟一味的加大构件截面那真是个蠢办法。从小处着手看一个结构师的智慧:飘板、长雨篷,不仅要考虑抗弯,还有抗裂、抗风、对主体连接的抗扭问题,此时如果改变结构传力途径是最合理的,比如采用拉压杆连接,吊索等措施可以合理避免应力集中。
三、任何看待结构规范
规范是圣经吗?自然不是。圣经算个屁啊!信教的看做是灵魂的救赎器,印刷工人看就是一堆纸,在厕所看来就是应急后的一坨屎迹。在规范面前亦步亦趋,不敢越雷池一步的做法是保守了些,但怀疑一切否定一切的倾向更可怕。黑格尔说过:“当一种哲学被推翻的时候,其中的原则并没有失去,失去的只是这种原则的绝对性和至上性。”我们反对的只是将规范视为一条不可逾越的鸿沟的这种绝对性和至上性,规范是对结构理论有限应用的总结,存在未必合理,合理未必存在。
有很多时候“规范条文”也是各大门派斗法后协调的产物,自然有精华也有糟粕,套用马克吐温的一句话说“有些人不是婊子养的”,但某些权衡下,恰恰是留了下来婊子的东西,理解吗?有的时候,人是不当婊子不能成“专家”,于是有了婊子的孩子——规范,这就是中国的某些科学家和规范,没人静下心来认真搞搞实验,大部分专家都喜欢坐在椅子上分析或者和忙着参考国外规范对比。为了和人家结果统一和保险,在柱承载能力上乘个越来越大的放大系数,通过机器上的推覆一分析,呵呵,这个可以了,就这么定吧!可怜的“构件设计规范”终于能体现一部分结构体系的内容了,但做的还远远不够。或者说,智慧的参与少于计算机的参与,理论竟然大于实践!
鼓励对规范置疑精神和有创新的提问,其实规范不过是一种可操作的力学模型计算形式而已,随着结构理论体系的进步,过去看似永远的真理,今天可能就是发展的障碍。不要一叶樟木!鼓励独立思考,尤其是一些有争议的学术题目和工程经验总结上,未必一定存在所谓的对与错。其实历史可以证明,正是一些有见地的争议促进了结构发展!
 
 
 
工业设计院里的结构设计
(20 
以下内容摘自“中华钢结构论坛”的两篇帖子,为保持通顺性,有部分删减:
http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=270985
http://okok.org/forum/viewthread.php?tid=210766
工业院的结构专业是主导专业(工艺或其他)的配套专业,从他们那里接受设计条件,主要有管道条件,设备布置及荷载条件,楼面开洞及埋件条件,水道条件,仪表电气条件等,然后开始进行结构设计。也就是说结构专业是最后得到设计条件的,但是结构专业需要最先出图,因为现场施工最先开始的就是土建,土建完工才能进行设备安装及配管。
工业院的结构一般不太注重细节,做得都比较粗放。一个原因是前面提到的设计时间有限,这么短的时间需要做的很精细不太可能,而且接受的设计条件繁多且不确定性很强,一般结构设计人员为了保证安全度,都放大的比较多;再一个原因是结构专业仅为配套专业,土建上的投资只占整个项目投资额的10~30%,结构冒着极大的风险熬夜做优化省了100w的材料费,工艺专业轻松的改变一台设备的型号立马就节省下来300w。所以工业院的结构一般都“肥梁胖柱”,专业水准不高。
既然是主导专业的配套专业,所以一开始就注定你不是主角。在工业院里,特别是工艺比较复杂的工业院,土建专业的人员想要向上发展是很艰辛的。主导专业(工艺专业)一般5、6年就能担当重任,突出的可以做设计经理,再过几年表现突出就可以做项目经理。相比之下,土建专业的发展就比较慢了,从业5年才刚刚熟悉完各种结构设计,表现优异的才能担任专业负责人,而且大部分结构人员专业负责人也就到头了,想担任设计经理或项目经理几乎不可能------因为你不懂工艺。
再谈谈收入吧,这个也是很现实的问题,要吃饭,要换房贷,要养孩子,要赡养老人,要想过的舒服还要养车子,现在物价飞涨,大街上的乞丐都一块起步了。我们单位看着招牌大、规模大,实际上员工收入并不高,可能在设计院里面收入算是中等的吧,一般情况下硕士研究生毕业工作5年,年收入10w左右(前3年6w左右;第一年协议工资每月2500,无奖金,扣税后到手1500左右)。这个收入水平应该不算是高吧。不知道民用院的情况如何。
从技术角度来讲,工业结构设计与民用结构设计在理念上是有很大差距的。通常,民用建筑的结构形式更多样和新颖,经常会有创造的乐趣,但不能说工业结构技术含量就一定不如民用建筑,工业结构设计的创新机会较少,但遇上的都是比较大的创新。这么说吧,民用建筑的结构复杂翻新属于无病呻吟,工业结构的结构创新是客观现实的必须。工业建筑对结构概念方面要求更高:尤其是对构筑物,千奇百怪的东西,没有比较清晰的结构概念的话,很难作出合理的形式。
还有一点是工业院比不了民用院的:就是整个结构领域的话语权,现在国内这些结构界的名人,有几个不是对民用结构有研究背景的??但是在工业界,结构领域的名人,你们能数出几个呢??
我的感觉却是相反,工业难,民用易。
单层工业建筑自然简单,就是个框子罢了,大不了在屋面上搞搞飞机。
多层工业建筑还是比较复杂的:
一、是荷载取值不同;
二、是荷载组合计算方法不同;
三、是设计流程不同,民用建筑设计中结构专业比较有发言权,工业建筑一切服从工艺,这里存在很多结构上不合理,但只能在结构内消化,如果你翻出规范说不可,只能是你的眼界还太窄,比如:大开口、位移大、限制尺寸等等,你只能从体系布置和材料应用上想办法,改工艺?不可能,等你当项目负责人吧,但基本没有希望;
四、计算程序和方法的不同;首先一个荷载组合和折减就让许多软件无所适从,当然,但大部分工程师还是糊涂用了,也没见出事,等搞清楚这个环节可能得多年以后了;方法的不同是指——梁板要保持弹性,不能用塑性算法和调幅;
五、结构布置要服从工艺需求,设备占满了空间,很多悬挂和动荷载都要在构件设计中考虑,混合材料应用较多,有时的确分不清体系了。比如,大跨钢骨梁、考虑吊装的双T板屋面、墙上留孔等造成的梁的不连续和错位,烦啊!
六、民用建筑里最复杂的就是转换,在工业里却比较常遇:一二层轻、其上负重的厂房不在少数吧,底层设备进出口要求抽柱也常见。
七、很多抗震的控制参数,比如:位移、剪重比在工业里很难控制,那些参数的制定来源多是参照民用建筑的统计数据,在工业建筑里是否适用?不满足会有什么后果?在计算中凑满足了,实际使用会符合多少?
工业建筑要求设计者在局部上的精细,不代表放弃大局观的把握,其实很多问题的来源是体系应用的不合理,这更需设计人有高屋建瓴的眼界。
 
我的话:本人在某工业设计院从事结构设计专业,以上大部分观点都是赞同的,虽然大部分片面了点。
真的见过以民用建筑思路搞工业建筑的,甚至在在《建筑结构》去年的杂志上有过一个“检测库”设计经验的介绍,唉,有才!?
仁者见仁、智者见智,工业建筑和民用建筑里的结构设计孰优孰劣的争论还将一直持续下去,作为一个普通的结构设计从业人员,还是练好自己的基本功,踏实工作、勤勉奋进吧,为自己的发展、为家庭的未来!
 
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