结构工程师的三个层次

关于结构工程师成长的建议（上）

现在的年轻人所缺少的就是综合知识的应用，仅仅是学会了结构计算程序的应用，就自认为自己天下无敌了。这是极端错误的。他们缺少很多的结构概念和构造方面的专业知识，以及工程造价合理性等问题。单纯的在计算程序上下功夫，而忽略了设计图纸的深度，这是不可取的。有些年轻的工程师，对施工程序和原材料的知识知道甚少，很少到现场进行具体查看，甚至不敢到施工现场。因为到施工现场以后，施工管理人员会不客气地提出设计图纸上的一些疑问和问题。要知道现在的施工管理人员同样也是科班出身的，他们也同样接受过很专业的基础教育。有些年轻的设计师，在设计时不了解程序上的一些缺陷，缺少构造要求方面的专业知识，结果自然就知道了，一旦遇到刁钻的问题，他们根本无法予以解释。于是不是不敢解释，就是推脱回去研究、研究。说实话就是结构设计师心中没有底，对自己的设计内容缺少深层次的理解，不客气地讲，不仅缺少结构概念方面的专业知识，也缺少结构构造方面的专业知识，更缺少施工工艺和施工流程以及施工技术方面的专业知识。我曾经遇到过一个结构工程师，到现场连具体钢筋绑扎的对错都不知道，站在边上只是表面上装作观看，对施工人员的提问，装作没听见。结果被施工人员很藐视，甚至不尊重。看到此番情景，让我好心痛，也很心酸。

对于结构设计，所具有的知识和技能主要有4个种类。第1类是，设计技术专业知识；第2类是，结构构造和标准图集的使用；第3类是，结构的计算和绘图工具；第4类是，学会全面的分析问题和解决问题。

一、设计技术专业知识

结构概念。这是指导你从事结构设计这个行业最重要第一步，也是影响你以后工作不可缺少的、必须熟练掌握的最基本内容。从荷载、砖石结构、混凝土结构、地基与基础、抗震设计、咼层建筑结构、钢结构

等依次学起。要循序渐进，不要贪多。要扎扎实实的学，力争学习一个搞懂一个。其实这些知识是有共性的，他们的共同点就是应用三大力学的原理。所以有些新同学提出专业课重要，还是基础课重要的问题。其实他们还没有真正整清楚结构设计的含义。对三线以下城市的设计院，接触最多的仍然是砖石结构和混凝土结构，还有抗震设计、地基与基础以及高层建筑结构方面的问题。所以应该优先掌握这些方面的知识。对于一、二线城市的设计院，接触最多的应该是，混凝土结构，地基与基础，抗震设计和高层建筑结构方面的问题。近年来钢一混凝土组合结构和钢结构已经开始大量应用，所以这些也是需要来学习的。对于结构人，应该是必须学会手工计算的，特别是一些结构的基本构件的计算，一定要学会手算的技能，他不仅可以增强结构概念，更可以增强构造概念方面知识的记忆和理解。

前几天有人询问结构师是否需要手算问题，这只能说明他们对结构的理念还没有真正的理解。试想在特定的条件下（比如抗震救灾现

场），连电都没有，更不用说计算机和设计程序了。你靠什么来进行结构设计呢。就凭拍脑袋？这样的话，你还算是结构设计师吗。要从最基本的结构概念学起。比如，总有一些关于悬挑板到底应该做到多大的询问。在什么情况下应该设梁，悬挑板到底做到多长才合适。其实，悬挑结构本身就是一个结构概念的问题。但是就是这样一个很简单的结构概念，就有不少结构人没有整明白它的具体概念。

大家都学过结构力学，悬挑结构从力学上讲，属于静定结构。静定结构的特点是什么，就是它只有一个约束条件。一旦这个约束条件发生变化，结构受力就会发生质的改变，也就是结构会发生结构安全问题。所以，对于悬挑结构出现变形过大问题，特别由它所带来的墙体开裂问题，一直是工程质量投诉的热点。这其中有绝大部分，是结构设计的问题。这样的问题一旦发生，是很难得到妥善处理的。

对于悬挑结构计算，除了要满足强度要求的条件以外，还要保证裂

缝、变形和抗倾覆等方面的各项要求。对于裂缝、变形和抗倾覆的计算，以前是比较困难的，所以有一些资料给出了经验的结构构件高度的取值参数。目的就是减少相应的复杂计算。但是现在有很多、也很实用的这方面的计算小程序，只要按照规范的规定给出相应的准确参数，结果自然就会出来了，一点也不费劲。可是一些年轻人由于缺少这方面的结构概念，也可能是忽视了了这方面的结构概念。不要总盯着大的结构概念问题。不要以为自己做了多少个高层建筑，技术水平就高了，业务能力就强了，结构概念就一定搞清楚了。甚至错误的认为，只要熟练的应用了结构计算程序，就天下无敌了。所有的结构概念就都清楚了。所有的大的结构问题，都是由一些最基本的小结构概念所组成的，只有把小的结构概念都搞清楚，大的结构概念才不会糊度。

就说现在大家普遍使用的后浇带把，大家都在广泛应用。甚至有的已经把它视为了规范的内容。但是，它不是规范规定的内容，只是规范中，建议采用的一种处理和解决温度问题的一种措施。大家不要听风就是雨，要进行认真的过滤。其实，后浇带在90年代推出时，确实给结构设计带来了一种技术革命，把原来很不好处理的问题，变得相对简单一些了。它的真正作用其实是，解决施工中出现的温度问题，因为施工中出现的温度应力问题，要占到温度应力的70%以上。但是记住，它不是100%如果是100%那规范就一定把它编进去，作为具体的规定了。前一段有人提出，后浇带可否应用在无限长的结构上。这只能用天真来形容。连后浇带的真正含义都没有整清楚，就敢提出这样的问题。实在是太天真，太理想化了，也过于夸大后浇带的作用了。

要从最基本的结构内容学起。比如荷载规范，它有许多的定义。一定要整清楚标准值、组合值、准永久值、荷载标准值……，这些术语就是最基本的结构概念。什么条件下，是用什么样地正确内容，只有这样才能保证结果的正确。如果有时间和精力的话，还可以把这些概念展开，研究一下它的内涵，通过这样的一些研究，你一定会发现这些概念

的确切含义。

关于结构工程师成长的建议（中）

二、结构构造和标准图集的使用

结构构造是结构人员必须掌握的基本知识。所有完整的结构设计都离不开构造规定。所以结构设计人常说，结构设计是3分计算，7 分构造，可见结构构造的重要性。既使是在现代科技这样发达的情况下。由于还有许多的结构理论依据不足，只能依靠构造规定来弥补。特别是砖混结构和地基及基础方面。要知道计算机的应用者是人，它的程序编制者也是人，由于结构理论的缺陷，程序计算出来的结果，也同样是不可能完全可信的。靠什么来弥补。只能靠增加构造措施，特别是一些构造要求，它们是各结构体系中通用的。比如钢筋的锚固和搭接构造要求。它不仅在混凝土结构中应用，在其它结构中，同样也是广泛应用的。

要从最基本的结构内容学起。比如，总有一些结构人员询问关于钢筋搭接和锚固的问题。梁钢筋在什么样的情况下直锚。什么情况下弯锚。甚至还提出来可不可以斜锚。其实，这就是对于钢筋锚固的构造要求不清楚的具体体现。规范只是规定锚固长度的要求以及在水平锚固长度不能满足规定时的特殊规定。没有明确，也不可能具体明确到底应该怎样锚固的问题。这一定要根据具体实际情况来决定。如果锚固条件具备，应该优先保证直锚，因为无论加工、制作，还是施工绑扎，这是最方便的，也是质量最容易保证的。比如梁受力钢筋直径是20的，锚固长度是45d，那锚固长度就应该是900，柱或墙截面长度是1500。直锚就完全具备条件了，你非要弯锚。你说有什么必要，你有劲没处使了。特别现在广泛使用粗钢筋的机械连接，丝扣加工一定是会有一定偏差的，一旦做成弯锚，这根钢筋丝扣出现误差

以后，可能就进入不到支座以内了。这就是对结构构造规定的理解问题了。有人提出，可不可以斜锚，这就不仅是构造概念不清的问题了，也是缺乏施工经验的问题了。大家都知道梁、柱结合部是钢筋组合最为密

集的部位，横平竖直的钢筋有时都保证不了，又加上一个斜向的，施工就会跟困难了。其实，钢筋锚固问题本身就是一个结构构造概念的问题。但是就是这样一个很简单的结构构造概念，就有不少结构人

没有整明白它的具体要求。大家都是学结构，对于结构构造的一些概念是应该十分清楚和必须要牢记的。因为国家自从在89规范修改时，就确定了具体的原则，今后的规范要以弹性计算理论为基准，以数理统计的概率为基础，结构构造为补充。提出以后规范的计算理论不再进行原则性的改变，构造措施和一些特殊的规定，随时代变化而修改和调整的总体原则。所以从90年代以后，规范设计计算理论没有做重大的改变，这不仅对规范的连续执行有益，也便于结构人更好地掌握结构的构造概念。

标准图集的使用，同样是结构人必须熟练掌握和应用的专业知识之一。采用标准图的目的，即使减轻结构设计劳动强度的问题，也是国家推行标准化的要求，更是保证工程质量的问题，还有方便施工的问题。你说它的优点有多少，对结构的贡献有多大。因为每一个设计单位的管理不同，从业的设计人员的水平和能力也不同，难免有考虑不到的地方，但是采用通用的计算机程序和标准图就可以减少因设计能力和经验不足，所发生的各种风险。现在混凝土结构中应用最多的应该是G101图集吧，试想每个设计单位都编制一套这样的规定，全国会有多少个不同的版本，各设计单位又会有多少人力资源的投入，施工单位又需要多少时间和人力去研究它，解析它，使用它。所以，这就是为什么要采用标准图的真正原因。

三、结构的计算和绘图的工具

结构的计算和绘图的工具就是我们常说的各种计算机设计程序。

这是每一个结构设计人员必须掌握的应用工具。它是有一定的工作技能要求的工具。不要小看它的作用，它是现代的科学技术和具体技术规定相结合的高科技产品。由于它的出现，使结构设计从原来繁重的脑力劳

动和体力劳动中得以解放出来。尽管它还没有彻底的把结构设计人员解放出来，但是它的出现，已经让结构设计师们看到了希望和未来。所以一定要学好它，正确的应用它。最为关键的是要整清楚它的原理，对它计算出来的结果，进行认真的研究和分析。这一点是很难得，也是需要经验和知识能力的。只有通过认真研究和分析，结合各种专业知识的概念，才能做出正确的结论。还可以运用各种结果，进行设计优化，最终使结构设计，即安全可靠，又经济适用，更方便施工。只有这样的结构设计，才能算得上是真正的结构设计。

就说一个最简单的问题吧，一个长度30米的结构楼板，它不长吧，有些结构设计师在采用通长配筋时，一根钢筋的粗线画到头。你的画法是简化了。可是你知道钢筋是按照标准定尺来生产、制造的，这个配筋中一定要有搭接和锚固的问题，也一定有钢筋下尺搭配的问题。有些结构人喜欢算钢筋用量，这些你们都考虑了没有。如果考虑了，你的用钢量就一定不是你们算的那样少了。对于开发商最关心的问题，除了保证结构安全以外，就应该是经济性的问题了。你把这些消耗都加给了开发商，他能接受吗。这样的知识只有你到现场实际了解到了，了解到了实际的原材料尺寸，才能回来指导你设计出来的图纸，让各方都满意。

四、学会全面的分析问题和解决问题

结构设计师的所谓“经验”是靠一点点的原始积累才能够得到的。要做好真正的结构设计师，不仅大的结构概念要很清楚，结构构造也要很清楚，结构的计算原理要不经很清楚，还要利用手算和心算来简要回答一些技术数据的内容，更需要了解和掌握施工方面的专业知识，只有这样才能说话底气足，所说的话才能够被人理解和接受。特别是在非常时期处理问题，不可能容得你去全面的仔细思考，只能是凭所谓的经验来应对。

例如，在处理施工所产生误差之类的问题时，要站在公正的立场

上，不仅要讲清楚国家规范的基本原则，还要对允许误差的极限要求做出相应的解释。便于对质量问题的定性和是否需要进行整改的结论提供必要的依据。

例如，一个柱截面为800*800，施工后实际测量为792*795。构架使用验收规范规定为-5 ；+8。对于795是满足施工验收规范的；792显然是超过了施工验收规范的。这样如何处理？如果按照规范硬卡，肯定是需要处理的，但是你算过没有，误差为多少？其实这个误差只有不足2%按照国家设计及施工验收规范的规定，只要达到95% 及以上的概率值，都可以认定结构属于安全状态。那你说，这个结构需要进行加固吗？加固又如何实施呢？

几个毫米如何进行施工，就算是抹灰，粘碳纤维，也会超出国家验收规范的允许值的。只有了解了施工工艺和施工过程，才会加深对设计图纸的深化表达。

例如，现在的钢筋长度定尺一般为9米或12米，如果是8米跨的梁，需要选择什么样的钢筋最经济？选9米定尺的，8米跨度再加上锚固长度，钢筋至少需要增加一个接头，接头位置在哪里合适（规范是有规定的）；选12米定尺的，就一定会有一段钢筋要被裁下来，会产生浪费，剩下的钢筋如何利用。如何解决这样简单的问题，只有通过现场实践才会更清楚，这无疑会对结构设计图纸的表达和结构优化等方面带来很多的益处。要有高度的责任心。对于工程管理人员，有一颗高度的责任心是最重要的。只有有了高度的责任心，才能做好本职工作。责任心其实就是良心。一个人的技术水平是有限的，工作能力和经验也是有限的。如果大家都是大师级的人物，在那里坐着指挥，那谁去具体干工作呢。所以对于新入行的青年人，一定是工作在第一线的。由于你的水平和能力以及经验有限，你要做好工作，就是能是靠责任心了。我接触多许多年轻人，这些人有文化，有专业知识，但就是缺少责任心，结果心不天高，眼比手低，最后一事无成。