徐珂 : 建筑结构设计 建筑结构 一个普通结构工程师的建筑结构设计博客

建筑与结构的关系与理解

  •  部门进行内部培训做的结构讲课PPT。

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建筑设计类上市公司300492山鼎设计2016年报解读

       之所以写这个年报解读,不是要买这家股票,而是这家公司是建筑类设计公司,是我所从事行业的上市公司,可以了解一下做设计这个行业到底怎么样,因为总有不是这行业的人说这个行业的收入比较高,有些亲爸亲妈就想让子女从事这个行业,好不好咱不好直接评价,下面会大概说明的,另外就是有些已经进入这些行业的朋友也会向我咨询,到底要不要在这个行业里继续发展下去,每次遇到这种问题,我也不好回答,一千个人心中有一千个哈姆雷特,这个行业聚集这么多人才,总有成功总有失意,我只是其中普通一员,回答只代表我的看法,而看看上市公司的数据也许是最好的认识。

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钢材抗拉强度最小值fu

       当年初次见到钢材抗拉强度最小值fu,很是困惑一段时间,因为并行的钢结构设计规范GBJ17-88和GB50017-2003里没有这个符号解释和规定值,没有解释大不了咱不了解,没有规定值按多少计算?有高人指点,说某些钢材手册里有,翻呀翻呀翻,你也不知道是不是这个,因为手册上写的是抗拉强度极限值fu,中国字不太一样,外国字写法一样,现在就不用困惑,高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-2015把这个值写进去,比较有意思的是,在条文说明中4.2.4条里有段话“当抗震设计需进行很焊接连接极限承载力验算时,其对接焊缝极限强度可安表中fu取值,角焊缝可按0.58fu取值。”,话说要是真计算这个的话,公式还需要看GB50011-2001,虽然公式简单,自己也能写出来,但总有怕写错的感觉。

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由一个结构设计方案想到的

        结构设计谈到优秀方案,往往是概念方案决定的,大方向符合力学效率高特点,就意味着设计工作不浪费有限的时间,但是这仍然不能确定最经济的方案,因为工程师只是在做有限次方案选择,目前计算机是帮助工程师从手工计算转化为机器计算,将一个设计方案时间缩短,并没有在数量上进行改进,仍然需要人工进行数量改进。在改进的过程中存在着改进哪方面的问题,人脑内存的特点,决定每一次改进的数量和范围很有限,每个改进对于目标的贡献是多少没有明确的比较,这就是目前多数结构工程师在分析中遇到的最大问题。

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小项目也可以做得很有意思

         前天我的同事小田让我看一下图,说图纸审查意见怎么办?我大概知道他做的什么项目,是一个景区厕所建筑,面积不大也折腾4个月才出手,做的时候我就很纳闷,不到200平米咋这么纠结?一般来说建筑不折腾结构是不会来回搞的,所以我一直没看过他具体怎么做的,后来出图互相校对后,我们这边另个同事给校核一遍就出图。现在审图提出问题,好像事情不小,我就问是什么问题?同事说,审图意思是中间钢结构部分的边梁高度不足需增加梁高。我听了很不以为然,小田跟我一起也做了十多年的钢结构,这还会搞错,于是问他多大跨度做多高的梁?他说12米跨度做200高的工字钢梁。我听完当时就有点转不过来,高跨比是多少,是6:1还是60:1?小田看我的神色,似乎也觉得有些问题,有点迟疑地回答说是60:1。

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《装配整体式混凝土框架实用设计方法》 书评

       从前言可知,作者在2011年就接受过台湾某公司进行的数周装配式设计培训课,其起步较高,为什么这么说,培训分很多种,最常见的就是收个几千块钱,台上安排几个人讲两天,内容不少知识丰富但效果则看你怎么去评价,套用当前时髦词解释这种培训就是“碎片化信息高大上培训”,两天过后你该干嘛还干嘛,但是你参加一周以上的培训,那肯定是个体力活,不拿出点学习精神来,你基本就是在睡觉。作者对于装配式的研究就是起步于此,而且他表示对装配式设计有浓厚的兴趣,这一点从书后参考文献数量可见一斑,差一篇够百。所谓读万卷书可行百里,我觉得这本书的内容就值得期待。

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结构刚度

       我理解所谓结构刚度是指在限定条件下,用最少的材料实现既定结构目标。开发商之所以跟设计院签限额设计,是因为他们从大数据上知道,限定的材料用量足够结构工程师建立起他们认为满意的刚度,大数据是什么意思?结构工程师用周期和位移来定义结构安全,开发商就用材料用量来定义结构安全,因为材料用量是从周期和位移下设计出来的结果,开发商没办法研究周期和位移,那就总结材料用量来评判,而这恰恰是结构工程师的相对弱项。

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模态分析

       关于模态分析,在我的设计历程中一直是一个很模糊的概念,在学校学习的时候,因为学习能力的问题,在我的脑海里没有模态或振型这些概念,这些东西到底有什么用,是什么意思,现在模糊地觉得模态分析可以帮助结构工程师在数据上评估结构的强壮性。 

1) 评价结构体系的振动特性

   (我称之为强壮性评估,比如扭转第一振型意味着什么?)

2) 根据结构振动特性表现进行设计合理性评估

   (我称之为细节性评估,比如前述三个框架方案对比。)

3) 预估结构体系的薄弱点进行结构优化设计

   (我觉得这才是结构优化的本质,比如管理学解释。)

4) 评估结构体系的载荷冗余量

   (这个我暂时还没理清楚,以后再说)  

 

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设计咨询

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20160626-徐珂微博-设计咨询.pdf

 


 

前几天参加清华大学建筑设计院的内部培训,是个系列讲座“走进外企”,当然我没走进外企,只是前后几次在清华的报告厅里听几个外国专家讲他们的设计理念,都有一个讲法,就是他们在做一件事,这件事没有客户委托他们去做,在做日常工作其它项目时逐渐发现可以做某些无意义的事情,做的结果就是“无为的成果”,但可能成为未来甲方决策时的重要参考,类似于概念上的设计咨询。这个事听起来很简单,很多专家都在做同样的事情,不同的是他们以超越现有的条件思考未来发展的可能,不是简单罗列现状,不是熟练应用技术问题,而是分析可创造性或者可持续性。

从结构工程师的角度,必须面对这样的事实,如果仅仅提供看菜下单的结构设计能力是不足以应对未来设计需求的,最好走出设计的小格子间,思维从满足规范中跳出来,去了解一下用户体验、模式创新、商业需求的新鲜东西,对于分享经济时代,用户喜欢体验不同的东西,原因是业界与客户的需求在改变,只用传统行为、方式、成本、构造做出的设计产品可产生的商业价值,不再可能带来商业或品牌的成功与创新,因为边际效应同样适用于重复而有变化的设计产品,比如超高层,也许你很开心、很努力、很辛苦把设计高度又提高了100米,核心筒、框架柱做得多么刚强并且多么节省材料,但是世界上出现两个变化,一是专家们早就不自己做超高层而是天天评审你做的更高层;二是像卡拉特拉瓦这样的奇葩早把你努力追求的东西给抛弃掉。

因此在客户的角度,如何看待结构设计是个很有趣的事情,在结构师的脑海里设计是严谨的工作,很容易把工作变成一个点或是一条线,但客户所需要的服务是一个空间,希望设计工作为项目多方面去考虑,在客户的脑海里设计是广泛而多层次的。如果说点到线、线到面、面到空间是设计思维的跨越式扩展,那就意味着从只考虑结构安全一个点扩展到在特定空间和某个项目进行全能性交互,变成结构设计咨询的思考方式与项目、客户、合作伙伴等元素的综合交互,深度了解客户的需求和梦想,才有机会不断扩展创造领域。

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前面看着无聊后面也挺无聊

只是我做过的一个项目

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2011年初,景观所邹梦宬找到我,他咨询设计一个景区玻璃观景平台,距离底部大概200米,当时并没有具体的计划,只是以前看到美国科罗拉多那个20多米U型挑台,他一直想找机会做一个,当时我们在重庆武隆天生三桥景区做张艺谋的“印象武隆”剧场,他做景区扩展设计,我听他的想法以后,提醒他如果做科罗拉多那样的挑台,要注意两个事情,一个是科罗拉多U型挑台的尺度很大,是否与他的设计意图相符合,与景区景观是否相适应;另一个是造价问题,美国人大概花了3000万美元,耗费约450吨钢材建起来的,施工也很复杂,在场地上是否有足够的空间去实现。

大概在4月份的时候,邹梦宬又过来和我做设计咨询,他计划悬挑9~10米左右,面积在200~300平米,想知道尺度和造价问题,我两天后告诉他,钢梁的高度控制在800mm以内,用钢量在30~50吨,需要10~20台TMD,这些费用大概在30~60万,在山体上施工的造价可能在50~70万左右,预计结构花费100~150万,看着我一脸扯淡的样子他信了,做成报价去重庆给甲方汇报,然后甲方也信了,事情就变成很实际的设计项目,下面就轮到我自己信不信的事情了!因为你只有具体做设计的时候,才知道有些麻烦的东西是你最初没有想过的,这个花多少钱可能就是变数。比如悬挑梁前端支座放在哪里是个问题,太靠近悬崖边上,一旦失效后果不好设想,只能向后放置,这就会增加悬挑长度,这一度让我对800mm高的承诺有些迟疑,最终悬挑长度是11米。

这些都在预计中,整个工程投资大约为280万,玻璃改成3米尺寸后,费用增加很多,主要是没有再大尺寸的安全玻璃,我们曾经想在一个梁间设置一长条大玻璃,可惜运输成本和安装成本太高难以实现。项目于2015年10月1日正式营业,11月份的时候一名游客带着一个酒瓶以很奇怪很偶然的因素将三层夹胶玻璃的上层玻璃打成冰裂状(下面两层未坏,仍可使用),停业近一个月更换玻璃。至2016年6月我去重庆商谈观光电梯事情,7个月的时间平台的门票收入已超过200万,门票是单独销售,不是那种与景区捆绑销售的,甲方有点遗憾地说,早知道这样应该设计完就上马,不过好事不怕来的晚,预计开业一周年后的收入就是纯粹收益!而且门票价格是发改委批复的一半,还可以提高价格。

作为结构工程师,我觉得这个平台端部有些平淡,另外安全栏杆的高度对游客视线有很大影响,因此从设计咨询的角度,我建议甲方对这个平台进行升级改造,可以在适当的时候,内部取消三到五块玻璃增加平台向下的观赏性,将端部继续进行外挑改造增加刺激性,继续伸长3~5米,如果真实施的话,我考虑采用小尺度结构构件延伸出去,体验刺激的感觉。另外做过这个平台设计后,还是有很多可以改进的地方,因为平台使用有很多需求,单看这几张图是不能理解的,我想这就是设计与设计咨询的不同。

 

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设计单位对施工质量检查情况说明

     设计单位在设计完成后,需要对施工进行配合,对成品进行质量检查,并参与施工验收工作,如果施工质量出现问题,设计单位尤其是结构工程师该怎么办?

 

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