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原创:如何开始结构设计
pard2202






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帖子 130
2005-7-25 12:51    顶部


结构设计人员如何开始结构设计
1.  结构设计的概念及内容:
结构设计简而言之就是用结构语言来表达建筑师及其它专业工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素。包括基础,墙,柱,梁,板,楼梯,大样细部等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系,包括竖向和水平的承重及抗力体系。把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。结构设计的内容由上可知为:基础的设计。上部结构的设计和细部设计。
2.  结构设计的阶段:
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段,结构方案阶段,结构计算阶段和施工图设计阶段。方案阶段的内容为:根据建筑的重要性,建筑所在地的抗震设防烈度,工程地质勘查报告,建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式(例如,砖混结构,框架结构,框剪结构,剪力墙结构,筒体结构,混合结构等等以及由这些结构来组合而成的结构形式)。确定了结构的形式之后就要根据不同结构形式的特点和要求来布置结构的承重体系和受力构件。
结构计算阶段的内容为:一:荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。二:构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。三:内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。三:构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。
施工图设计阶段的内容为:根据上述计算结果,来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。
3.  各设计阶段的基本方法:
根据方案阶段的主要内容,其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式,这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具体情况而定,关键是清楚各种结构形式的极限适用范围。还要考虑合理性和经济性。
在结构计算阶段,就是根据方案阶段确定的结构形式和体系,依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算,规范上的方法有多种,关键是结合工程的实际情况来选择合适的计算方法,以楼板为例,就有弹性计算法,塑性计算法及弹塑性计算法。所以选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提,是十分重要的。
在施工图设计阶段,就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先表达的东西要符合结构计算的要求,同时还要符合规范中的构造要求,最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解。这样设计出的结构,才会是合理的结构。
4.  规范、手册及标准图集在具体工作中的应用:
结构设计的准则和依据就是各种规范和标准图集。在进行不同结构型式的设计时必须要紧扣不同的规范,但这些规范又都是相互联系密不可分的。在不同的工程中往往会使用多种规范,在一个工程确定了结构形式后,首先要根据《建筑结构可靠度设计统一标准》来确定建筑的可靠度和重要性;然后再根据《中国地震动参数区划图》 ,《建筑抗震设防分类标准》 《建筑抗震设计规范》确定建筑在抗震设防方面的规定和要求,在荷载的取值时要按照《建筑结构荷载规范》来确定,这是建筑总体需要运用的规范。在工程的具体设计方面,涉及到砌体部分的要遵循《砌体结构设计规范》的规定;涉及到混凝土部分的要遵循《混凝土结构设计规范》的规定;涉及到钢筋部分的要遵循《钢筋焊接及验收规程》和《钢筋机械连接通用技术规程》的规定;在基础部分的设计时需要遵循的是《建筑地基基础设计规范》的规定。最后在结构绘图时则要符合《建筑结构制图标准》的要求。
在各种结构设计手册中,给出了该结构形式设计的原理,方法,一般规定和计算的算例以及用来直接选用的各种表格。这对于深刻理解和具体设计各种结构形式具有良好的指导作用。我们推荐最好能参照设计手册来手算典型的结构形式。
标准图集是依据规范来制定的国家和省市地方统一的设计标准和施工做法构造。不同的结构形式有不同的标准图集。设计中常用的有,结构绘图时采用:平法制图(03G101-1),砌体中的钢筋混凝土过梁采用:过梁(L03G303),砖混结构抗震构造详图采用:L03G313,钢筋混凝土结构抗震构造详图采用:L03G323,地沟及盖板采用:02J331。需要说明的是,在选用标准图集时一定要根据具体工程的实际情况来酌情选用,必要时应说明选用的页号和图集号,不可盲目采用。
总之,结构设计是个系统的,全面的工作。需要扎实的理论知识功底,灵活创新的思维和严肃认真负责的工作态度。千里之行始于足下,设计人员要从一个个基本的构件算起,做到知其所以然,深刻理解规范和规程的含义,并密切配合其它专业来进行设计。在工作中应事无巨细,应善于反思和总结工作中的经验和教训。
onionyang






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帖子 48
2005-12-25 21:06    QQ 顶部


呵呵,我有一点个人的看法:现在“概念设计”炒得挺热得,怎么楼主不提呢?楼主怎么看概念设计?
缺月






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帖子 37
2006-1-16 10:48    QQ 顶部


个人感觉,概念设计应该只是结构设计的一个方面,对于结构设计,工程判定和概念设计同等重要 ,甚至更重要 ,工程判定或者说是结构判定,也就是面对结构强度或者稳定不满足的时候的处理能力,我觉得这个才是基本功 !
resurrection






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帖子 14
2006-3-5 14:19    顶部


个人认为,刚开始结构设计时,应该注意以下几个问题 :
1、合理的将已经掌握的理论知识和实际接触的工程设计结合起来。要多问多听,从老工程师那里汲取经验,尽量避免去走弯路。
我个人觉得,刚从是结构设计时的人员都或多或少把计算当设计。其实计算与设计是两个概念。计算从一定角度来看,是死的; 而设计是活的。设计就好比写文章,一个相同的题目,每个人都可以写出相应的文章来,或好或坏,看各自的造诣。而且,现行规范明显的把计算规定为验算,其结果只是设计的一个参考数据。
2、设计时结构的受力体系自己心里一定要清楚,受力不清晰的结构体系一定要从概念上调整使之清晰。我总认为,总的框框理好了之后,细部的问题都好解决;反之,则不然。
3、结构设计不怕做不到的,就怕想不到的。一个结构设计时,一定要方方面面的东西都要考虑清楚,那些构造是规范规定的,那些计算是需要进一步调整明确的。
4、工程操作的程序要清楚,自己的责权要明确,结构设计人员的责任比较大,要懂得如何去保护自己。
5、对建筑等其他各专业也要有一定的了解,脑子里形成大土木的概念。
果果鱼






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帖子 12
2006-7-14 20:32    顶部


如果说到概念设计那么一定要看看林同炎老师的结构概念和体系这本书,他很形象的把概念设计内容完美的融入到了每个建筑的部分,整本书从大处到细部都很详细,不过我个人认为概念设计只能给我们结构设计人员一个参考,对于经验不怎么丰富的结构设计人员来说是个很好的参考依据
zkper






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帖子 13
2006-7-15 23:26    顶部


我觉得还是在学校的时候几门专业知识掌握的好(本人就后悔上大学的时候没有好好学那几门课程,),这样有个好基础,其次概念要清析,学会化繁为简。剩下的就是像楼上各位说的多问问、多看别人做过的图,很快就发现设计并不难(就是累)。此个人观点,仅供参考。
hz0072






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帖子 53
2006-10-9 13:18    顶部


         个人觉得概念设计是结构设计中很重要的一个环节。虽然不能得出具体的数值,但是能从宏观上把握结构的受力性能,而这对于计算结果(电算)的判断,结构的构造设计是很重要的。
kexin102280






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帖子 3
2006-10-17 22:24    顶部


偶认为楼主讲的不错,还可进行更深层次的剖析;四楼讲的很有道理.多向大家学习了!设计绝对是区别于计算的
cilina






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帖子 71
2006-10-25 14:59    顶部


林同炎老师的《结构概念和体系》这本书,老实说,很一般。
呵呵,可能很多习惯于权威崇拜的人会受不了。
果果鱼 wrote:
如果说到概念设计那么一定要看看林同炎老师的结构概念和体系这本书,他很形象的把概念设计内容完美的融入到了每个建筑的部分,整本书从大处到细部都很详细,不过我个人认为概念设计只能给我们结构设计人员一个参考,对于经验不怎么丰富的结构设计人员来说是个很好的参考依据

bubba






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帖子 27
2007-6-1 18:29    QQ 顶部


cilina wrote:
林同炎老师的《结构概念和体系》这本书,老实说,很一般。
呵呵,可能很多习惯于权威崇拜的人会受不了。
果果鱼 wrote:
如果说到概念设计那么一定要看看林同炎老师的结构概念和体系这本书,他很形象的把概念设计内容完美的融入到了每个建筑的部分,整本书从大处到细部都很详细,不过我个人认为概念设计只能给我们结构设计人员一个参考,对于经验不怎么丰富的结构设计人员来说是个很好的参考依据


我也正在看 这本书。首先有一点很迷惑,林同炎 好像是 预应力桥梁大师吧?他的这本书是在针对民建的。 我现在之看了前两章,的确是与众不同的一本书。感觉这本书是写给 建筑师的 ,而不是结构师的。一些公式的由来有些困惑。  没有看完此时,想到了就说说,个人想法。~~
王彬人






积分 74
帖子 82
2007-12-7 11:20    顶部
施工图设计在合同条文上好象是施工方的工作量,如果设计施工是一家不考虑这个问题。
tom.sn






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帖子 1
2008-2-19 08:59    顶部
以前是读建筑的,不过没读好结构课程,现在想学结构设计,但是看到那些设计员除了画图还要计算各项公式就感觉迷茫了,本人数学连小学都没学好 = =b
yaya901






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帖子 7
2008-3-13 10:47    顶部
本人刚刚要进入设计工作 楼主这些文字对我真是收益非浅啊 谢谢了 真是经验之谈 很值得我这样的初学者了解和学习 多谢了。。。
大胃






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帖子 6
2008-7-18 15:06    顶部
值得学习  但是在设计院 也 也不一定能够有实践的机会
起码 我加上实习快4个月 在设计院呆着也没让我接触过工程
Wizard






积分 209
帖子 111
2009-1-9 08:36    顶部
我觉得林同炎的书在工作两年后再看看会比没干过的时候看收益多的多。这本书对结构工程师从基础水平进阶到中,高水平非常有益。不过这本书的中文版本的确翻译的太晦涩。
YiLin






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帖子 24
2009-2-19 15:02    顶部
我很赞同resurrection 观点,真是有好多人把计算与设计等同起来了
whoami






积分 1259
帖子 745
2009-5-27 17:52    顶部
对楼主的观点,提出一些自己的看法,属于抛砖引玉性质.如果引来的是砖头,那就别客气,拍吧!

下面分别阐述:

"结构计算阶段的内容为:一:荷载的计算。荷载包括外部荷载(例如,风荷载,雪荷载,施工荷载,地下水的荷载,地震荷载,人防荷载等等)和内部荷载(例如,结构的自重荷载,使用荷载,装修荷载等等)上述荷载的计算要根据荷载规范的要求和规定采用不同的组合值系数和准永久值系数等来进行不同工况下的组合计算。"
"二:构件的试算。根据计算出的荷载值,构造措施要求,使用要求及各种计算手册上推荐的试算方法来初步确定构件的截面。"
"三:内力的计算,根据确定的构件截面和荷载值来进行内力的计算,包括弯矩,剪力,扭矩,轴心压力及拉力等等。"
"四:构件的计算。根据计算出的结构内力及规范对构件的要求和限制(比如,轴压比,剪跨比,跨高比,裂缝和挠度等等)来复核结构试算的构件是否符合规范规定和要求。如不满足要求则要调整构件的截面或布置直到满足要求为止。"
"施工图设计阶段的内容为:根据上述计算结果,来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。"

评论:楼主的这个论述,没有林同炎的逻辑体系清晰.楼主这里只注意了构件这一层次,而完全没有提及结构的分体系设计(计算)问题.而在林氏看来,最要命的问题就是是如何通过分体系的相互关系形成结构的整体性工作性能.无论进行计算和设计,合理的方式都应该是分层次进行的:首先有一个总体的计算,然后根据整体性假设提出对分体系的构造要求,然后再验算具体的分体系形式.在最后,则根据分体系的整体性要求,提出对组成分体系的构件的相互关系的要求. 所谓的整体性假设和分层次设计(计算).

"3.  各设计阶段的基本方法:
根据方案阶段的主要内容,其基本方法就是根据各种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式,这要看规范中对于各种结构形式的界定和工程的具体情况而定,关键是清楚各种结构形式的极限适用范围。还要考虑合理性和经济性。
在结构计算阶段,就是根据方案阶段确定的结构形式和体系,依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算,规范上的方法有多种,关键是结合工程的实际情况来选择合适的计算方法,以楼板为例,就有弹性计算法,塑性计算法及弹塑性计算法。所以选择符合工程实际的计算方法是合理的结构设计的前提,是十分重要的。
在施工图设计阶段,就是根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上。首先表达的东西要符合结构计算的要求,同时还要符合规范中的构造要求,最后还要考虑施工的可操作性。这就要求结构设计人员对规范要很好的理解和把握。另外还要对施工的工艺和流程有一定的了解。这样设计出的结构,才会是合理的结构."

评论: 在现阶段,基本的计算都是通过计算软件进行的.如何保证软件计算结果的准确性,楼主完全没有提及. 对FEA分析而言,保证合理的计算简图是最关键的一步,接下来是对计算结果的概念判断.这是最值得修炼的两个环节. 基本上来说,用程序完成的是计算细节问题,在计算之前,应该对力的分布的大致形态以及大致的数量级应该是非常清晰的,否则就谈不上对结果的判断.至于这里所说的规范里的计算方法的选择,个人觉得大可不必投入过大的精力研究.因为这种划分,对FEA已经基本上失去了意义.

林同炎的<结构概念和体系>就是最好的如何开始结构设计的最重要的书之一.
吾心






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帖子 19
2010-1-26 19:18    顶部
<结构概念和体系>这本书我个人觉得非常好,对于概念分析的很清楚,搞设计就是要概念清楚,思路才不会乱,再加上适当的方法。结构设计也就得心应手了。
con113






积分 15
帖子 19
2010-5-9 20:49    顶部


最近正在毕业设计,刚把建筑图画的差不多了,打算开始做结构设计了。
今天看到这篇帖子,让我有了些头绪。
谢谢。



我要一步一步往上爬,在最高点乘着叶片往前飞。
吾心






积分 11
帖子 19
2010-5-24 11:06    顶部
老庄结构院的邓工对于概念设计是非常注重的。本人觉得他把握很好。
rikingzhou






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帖子 43
2010-5-24 11:34    顶部
做设计好像寄素把截面定一定、符合规范就没问题了。比较困难的工程估计就要好好让专家去研究下,然后有个概念。提倡概念设计的人说计算机没法准确计算,所以概念计算更重要一些。其实就是在计算之外加调整系数。我们的计算方法就是在按照我们的概念计算啊,也是概念设计。不然我拍拍脑袋说那个方法是概念设计,也没有可靠依据,鬼知道对错。开始做结构是不是不要太盲从概念设计了?
songyuyang2123






积分 1
帖子 1
2011-4-6 08:33    QQ Yahoo! 顶部
最近正在毕业设计,刚把建筑图画的差不多了,打算开始做结构设计了。
今天看到这篇帖子,让我有了些头绪。
谢谢。
mamenglong






积分 1
帖子 3
2011-5-31 12:56    QQ 顶部
楼主发表的内容很不错,各位的评论也是相当精彩。个人觉得其实大学的理论还是相当重要的!!
未来的糊糊






积分 5
帖子 6
2011-12-13 13:06    顶部
cilina wrote:
林同炎老师的《结构概念和体系》这本书,老实说,很一般。

呵呵,可能很多习惯于权威崇拜的人会受不了。

  

  

这位兄台不知道是什么级别的工程师,我是小菜,但是我感觉这本书确实对我作用很大,因为是翻译本,里面确实有些很国内不大一样,但是本人还是认为写的确实很好,收益确实不少,思路很明确。本人是每次看都有很大的收获。我还是建议没看的朋友看看。
hr365






积分 9
帖子 10
2012-5-26 15:25    顶部


我是一位钢结构详图深化人员,在 这行做 了5,6年了 ,对 钢结构拆解图纸 是 熟悉了,为了 自己在这行进一步发展,自己 想往钢结构设计这方面发展,由于以前自己不是建筑类专业毕业的,感觉自己想走的的这条路很 艰难,看不到尽头,有时候想放弃(因为 没人带,开始 自学),请哪位高人指点下我如果向往这方面发展应该学些 什么 理论知识以及 应该 注意的 一些 什么
旭日残月






积分 0
帖子 1
2012-7-24 12:32    顶部
0 分
结构设计不怕做不到的,就怕想不到的
这句话说的很对,深有体会。
suibing






积分 278
帖子 200
2012-11-20 21:33    QQ 顶部
cilina wrote:
林同炎老师的《结构概念和体系》这本书,老实说,很一般。

呵呵,可能很多习惯于权威崇拜的人会受不了。

  

  

结构设计有两条路可以走:
一条是通过杆件像搭积木一样堆积出一个结构体;
一条通过对结构体系的宏观把控规约每个杆件的设计和构造。
这两条路,一条是只见树木不见森林的小路(大多数工程师对这条路都极为熟悉,对各种杆件的设计细节都很熟练);一条是从整个森林的宏观把控推及每一个树木的大路,每一个树木都受整个森林形态的规约。

林老这本书的要义就是教你如何从这条大路上行走的,而不是小道。它的重要性在于转变我们习惯于小路的思维方式。
当然,习惯于小路行走的人们可能对这样的一条大路可能会感觉到隔膜和茫然,但不能因为你的隔膜和茫然就断然否定这本书的价值。
whoami君对楼主的点评其实也是在指出这一点,指出还有一条更宽阔的路存在。
suibing 修改于2012-11-21 17:24
suibing






积分 278
帖子 200
2012-11-21 17:43    QQ 顶部
如何开始结构设计?
这是一个很好的话题,每个过来人都有自己的体会和领悟。这里简单谈谈我个人的看法:

刚开始都要找一个切入点,不管是砼结构,钢结构都无妨,只要能切入进去就是好的,因为结构的本质只有一个,不管从哪个角度切入,只要足够深入,总能触摸到结构之“体”。

另外,也是很重要的一点,就是眼界要高,思路要开阔,知道结构的可能性。能够从宏观的角度、体系的角度体味和揣摩结构。

这样从宏观和微观的两个方面着手,可能更容易理解和把握结构设计之要。



千江有水千江月,万里无云万里天
p272077660






积分 3
帖子 3
2012-12-17 19:46    顶部
道可道非常道,
结构设计强调的是感觉,但这种感觉是建立在自己与工程培养感情的基础之上的,里面夹杂着理论与时间,
方案设计时如何选型,体会的尤为深刻
柱子,梁到底多大安全,satwe结果并不能全部说明问题,有了这种参考之后,我们如何取舍。。。。。。
 


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