过去几天一直在看图纸,开始只是在看图纸上的问题,在细枝末节的地方有一些收获,始终不能深入领悟结构。后来刘工说了一句:“要去感觉”,仔细体会这一句,给我的诧异之处在于:真正的结构工程师看到的可能不是一个个躺在图纸上死气沉沉的柱子、梁、板,他们是在用心去感受结构,看到的是跃然于纸上的活生生的艺术品。所以我后面换了一个角度去重新审视这些图纸,整体去把握这些结构,而不是像之前满眼都是构件,只是管中窥豹。看完这些图,写下以下的感受与想法。
首先,何为结构?百度百科上给出的解释是:组成整体的各部分搭配和安排。也即他是连接整体与部分的纽带。当把结构定义为纽带的时候,他的意义已经超越了结构本身,他成了安全、经济、美观、功能、施工、人性化等各个方面之间相互交织的纽带,结构设计也就变成了在各个因素中找一个平衡的极值点。
建筑有建筑之美,结构要最大限度去实现。结构也有结构之美,不合理的梁柱布置,总会给人一种臃肿或残缺的感觉。美的结构是传力自然流畅的、能够承受每一层楼的荷载分布而不残缺臃肿的、各个方向的受力和稳定均匀平衡的、是浑然一体而不是散碎的、连接自然而不突兀的……
但是光是有结构之美的结构设计,也还只是一块不可雕琢的美玉。优秀的结构设计是一张可以实现的完美纽带网。
结构应是满足建筑功能的。这是结构的纽带性最佳体现的地方,一个建筑物的设计,如果参加设计的各专业都只片面要求本专业合理,就做不出总体合理的设计;一个建筑物是一个整体,各专业要共同研究,各作让步。让我特别影响深刻的一件事就是:梁靠那边齐的布法。在楼道看到梁总是不美观,下层的梁如果偏到厕所里,可能会影响到厕所上下管道的布置,这些都是建筑的要求。
结构应是经济性的。大量配筋也能造房子,但那就称不上结构设计。在结构设计中,应有整体的概念。在建筑物中,大量应用的构件,万一坏了不会引起连锁反应的构件,都应力求节约,如单房厂房,屋面板材料消耗占主要位置,一旦坏了只是局部问题,就应精打细算,柱子、基础较关键就要适当留有余地。结构的薄弱环节,关键部位,有时非但不能节约,反而需要加大安全系数,例如大悬挑结构。基础也是重要构件,万一出问题,很难加固,所以也须留有余地。总之对整个结构的安全有关键影响,施工质量好坏影响很大的部位与构件都需要特别注意。例如梁与柱子比较,有强柱弱梁,柱子更关键。同样的构件,在不同的结构中,是否关键就不一样,框剪结构的剪力墙,与剪力墙结构中的剪力墙,重要程度不一样,重视程度及构造要求是不一样的。
结构应是施工方便的。结构设计应是在解决问题,而不是在创造问题。本科曾听钢结构老师讲过一个故事:有一个新建厂房,设计时没有考虑到施工,导致工人必须把柱子先打开一个口,然后到里面去焊缝,里面又闷又热,如果他能事先想到,就不会发生这样的事,所以,这能称得上合格的结构设计吗?如果所用的材料在当地难以获得,这能称得上合格的结构设计吗?如果不结合当地基础的各种做法和手段,这能称得上合格的结构设计吗?
几天下来,我都一直体味结构作为纽带深刻意义,向上,他连接了建筑物的安全、美观、功能、经济等各个方面。向下,在图纸上,他连着着每一个构件,组成一个庞大的整体,当我们用柱子、用梁、用板、用钢筋筑起整个建筑的时候,纽带的思想贯穿始终。如果做不到有效的连接,结构就称不上结构体系,只能是构件体系,“结构”工程师也变成了“构件”工程师,建筑结构就变得散碎。钢筋作为结构的骨骼,他是这一纽带作用的关键点,要做到构件的有效连接,就必须有锚固、搭接的要求,当明白这一要求的重要意义的时候,在配筋的时候,特别是一些小构件、小节点配筋也就变得得心应手,游刃有余。
结构的纽带性不仅仅是体现在连接构件。当我们把结构分为混凝土、钢筋、力的时候,结构的纽带作用就体现在让这几种元素各尽其能。我们让混凝土受压、让钢筋受拉,让力自由的传递,梁的剪力由箍筋和弯起筋承担、弯矩由纵筋承担、扭矩由纵筋、腰筋、箍筋承担,明白了这些职能,再用纽带串接成一个整体,哪里应该配钢筋,哪里不需要就一目了然。除此之外,太厚的混凝土会开裂、截断了纵筋,箍筋没有了绑扎的地方,这时需要架立筋……当我以纽带的思想重新结合我们手里元素的时候,结构跃然纸上……
最后,当我们把我们的设计意图的通过施工图表达出来的时候,图纸的不明确或错误常能造成很大的危害,因此图纸应该是明确、简洁、清楚的。图纸犹如工程师的嘴,我们要用“嘴”来表到我们的思想,但工程师永远最核心的是他不可取代的思想,即编织这张纽带之网的思想。
后记:文章有纸上谈兵之嫌,但却是自己真实的想法。土木是一门实践的学科,深知,没有时间的历练,一切都只是空中楼阁。
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