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

设计咨询

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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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优化设计谈剪力墙住宅项目结构节材设计

房地产开发商造价目标是希望结构设计材料用量与类似项目统计用材量相符合

最节材的结构设计可能牺牲其它技术指标或更高的施工成本来实现

 

 (统计材料用量  -  最节材的材料用量) =  结构设计安全富裕量

Tags: 优化 讨论

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为什么一级注册结构工程师考试题一看就会一做就错?(三)

 

单层厂房柱距6m,吊车梁无制动结构,截面提示:

最大弯矩设计值Mx=960kN*m,问梁整体稳定系数与下列何值最为接近?

提示:βb=0.696,ηb=0.631

(A)1.25     (B)1.00     (C)0.85      (D)0.50

 答:(  )

Tags: 杂谈 分析

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为什么一级注册结构工程师考试题一看就会一做就错?(二)

现有单层工业厂房,梁柱均采用Q345焊接H型钢,上柱H800X400X12X18,抗震设防烈度7度,上柱最大轴力设计值为525kN。

试问上柱长细比限值是多少?

提示:

好像没有哎

(A)150     (B)123     (C)99      (D)80

答:(  )

Tags: 分析 杂谈 讨论

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为什么一级注册结构工程师考试题一看就会一做就错?(一)

钢结构拼接节点采用端板连接方式,端板钢材采用Q345B,连接螺栓采用10.9级高强螺栓,接触面干净轧制面,经计算连接处设计值如下:

M=260kN•m、N=100kN、V=65kN。

计算简图如下:

连接可采用的高强度螺栓最小规格。

提示:

(1)梁上下翼缘中心间距取490mm。

(2)忽略轴力和剪力影响。

求螺栓规格?

(A)M20     (B)M22     (C)M24     (D)M27

答:(  )

Tags: 分析 计算 杂谈

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单层柱面网壳结构分析结果

        月初设计了一个柱面单层网壳,对荷载系数还产生了点疑问,特地问了一些朋友,包括吃药的阿涛,还有网络上的崔家春鲁班人,他们都给了很好的建议,发现结构分析就是这样,交流可以发现很多你看不到的东西,本来分析报告已经做完了,发现有些地方理解错了,就重新整了一遍,以资庆祝在大家的帮助下又有新进步。

关于一个柱脚节点的计算

       荷载计算还是同上一章内容,这两天一边计算一边画环梁大样,终于搞明白了混凝土规范中第7.4.2条和7.4.4条中计算偏心受拉构件计算公式的差异,个人总结是7.4.2条公式只适合小荷载情况下计算,否则下面的计算情况如采取7.4.2条结果很奇怪。以前看了好多遍,也不动笔算算,一直还特奇怪后面的公式搞这么复杂干啥,看来不做具体计算还真的很难理解。

2009年度工作总结节选

在院总体发展思想指导下,结构所在2009年 中共发表三篇论文,分别是:《地下单层无梁楼盖结构设计与计算分析》、《石油化工抗爆建筑物结构设计应用》、《四川省南江县校舍抗震鉴定总结》,发表在结 构专业核心期刊《建筑结构》、《工业建筑》上。从提高结构计算能力角度出发,在王昌兴总工的领导下,结构所今年组织编写了《MIDAS/Gen应用实例教程及疑难解答》一书,通过编写此书,加快了设计人员掌握通用结构计算软件的能力,为我院承担更重大疑难的设计项目做好准备,预计该书于明年初出版发行。

Tags: 说明

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