結構設計從入門到熟練

結構設計的過程（了解）

本文是送給剛接觸結構設計及希望從事結構設計的新手的，其目的是使新手們對結構設計的過程以及結構設計所包括的內容有一個大致的了解，請前輩們不要見笑了。

1、看懂建築圖 、工藝圖

結構設計，就是對建築物的結構構造進行設計，一般民用建築都是先要有建築施工圖，還要能真正看懂建築施工圖，了解建築師的設計意圖以及建築各部分的功能及做法，建築物是一個複雜物體，所涉及的面也很廣，所以在看建築圖的同時，作為一個結構師，需要和建築，水電，暖通空調，勘察等各專業進行諮詢了解各專業的各項指標。工業建築還需要注意工藝布置圖，了解設備情況。在看懂建築圖、工藝圖后，作為一個結構師，這個時候心裡應該對整個結構的選型及基本框架有了一個大致的思路了。

2、建模(以框架結構為例)（關鍵）

當結構師對整個建築有了一定的了解后，可以考慮建模了，建模就是利用軟體，把心中對建築物的構思在電腦上再現出來，然後再利用軟體的計算功能進行適當的調整，使之符合現行規範以及滿足各方面的需要.現在進行結構設計的軟體很多，大家常用的都是PKPM。進入軟體后首先要建軸網，這個簡單，反正建築、工藝已經把軸網定好了，輸進去就行了，然後就是定柱截面及布置柱子。柱截面的大小的確定可以根據經驗，作為新手，剛開始無法確定也沒什麼，先根據中柱的荷載活載根據軸壓比定個截面尺寸，然後慢慢再調整也行。柱子布置也需要結構師對整個建築的受力合理性有一定的結構理念，柱子布置的合理性對整個建築的安全與否以及造價的高低起決定性作用。不過建築師在建築圖中基本已經布好了柱網，工業建築工藝設計師基本把柱網布置好了，作為結構師只需要對布好的柱網進行研究其是否合理。適當的時候需要建議建築更改柱網。當布好了柱網以後就是梁截面以及主次梁的布置.梁截面相對容易確定一點，主梁按1/8~1/12跨度考慮，次梁可以相對取大一點主次梁的高度要有一定的差別，這個規範上都有要求。而主次梁的布置就是一門學問，這也是一個涉及安全及造價的一個大的方面.總的原則的要求傳力明確,次梁傳到主梁，主梁傳到柱.力求使各部分受力均勻。還有根據建築物各部分功能的不同，考慮梁布置及梁高的確定。工業建築需考慮設備及洞口的布置來合理布置次梁，次梁避開洞口盡量做到次梁等級明確受力合理，不必要所有的設備都布置在樑上，小的設備也可以直接擱置在板上。梁布完后，基本上板也就被劃分出來了，當然懸挑板什麼的現在還沒有，需要以後再加上。梁板柱布置完后就要輸入基本的參數啦，比如混凝土強度啊，每一標準層的層高啊，板厚啊，保護層啊，這個每個軟體設置的都不同，但輸入原則是嚴格按規範執行。當整個三維線框構架完成，就需要加入荷載及設置各種參數了，比如板厚啊，設備荷載，板的受力方式啊，懸挑板的位置及荷載啊什麼的，這時候模形也可以講基本完成了，生成三維線框看看效果吧，可以很形象的表現出原來在結構師腦中那個虛構的框架！

3、計算

計算過程就是軟體對結構師所建模型進行導荷及配筋的過程，在計算的時候我們需要根據實際情況調整軟體的各種參數，以符合實際情況及安全保證，如果先前所建模型不滿足要求，就可以通過計算出的各種圖形看出，結構師可以通過對計算出的受力圖，內力圖，彎矩圖等等對電算結果進行分析，找出模型中的不足並加以調整，反覆至電算結果滿足要求為止，這時模型也就完全的確定了。然後再根據電算結果生成施工圖，導出到CAD中修改就行了。現在通常採用平面法出圖了，也大大簡化了圖紙有利於施工。

4、繪圖

當然，軟體導出的圖紙是不能夠指導施工的,需要結構師根據現行製圖標準進行修改，這就看每個人的繪圖功底了，施工圖是工程師的語言，要想讓別人了解自己的設計，就需要更為詳細的說明，出圖前結構師要確定，別人根據施工圖能夠完整的將整個建築物再現於實際中，這是個複雜的過程，需要仔細再仔細，認真再認真。結構師在繪圖時還需要針對電算的配筋及截面大小進一步的確定，適當加強薄弱環節，使施工圖更符合實際情況，畢竟模型不能完完全全與實際相符。最後還需要根據現行各種規範對施工圖的每一個細節進行核對，宗旨就是完全符合規範，結構設計本就是一個規範化的事情。我們的設計依據就是那幾十本規範，如果施工圖中有不符合規範要求的地方，那發生事故，設計者要負完全責任的。總的來講，結構施工圖包括設計總說明，基礎平面布置及基礎大樣圖，如果是樁基礎就還有樁點陣圖，柱網布置及柱平面法大樣圖，每層的梁平法配筋圖，每層板配筋圖，層面梁板的配筋圖，樓梯大樣圖等，其中根據建築複雜程度，有幾個到幾十個結點大樣圖。

5、校對審核出圖

當然，一個人做如此複雜的事情往往還是會出錯，也對安全不利，所以結構師在完成施工圖后，需要一個校對人對整個施工圖進行仔細的校對工作，校對通常比較仔細資格也比較老，水平也比較高，設計中的問題多是校對發現的，校對出了問題后返回設計者修改。修改完畢交總工審核，總工進一步發現問題返回設計者修改，通常修改完畢后的施工圖，有錯誤的可能性就很低了，就是有錯誤，也對整個結構不會產生災難性的後果...然後簽完字，蓋完出圖章和註冊章，拿去晒圖吧...

6、聯繫單或設計變更

在建築物的施工過程中，有時候實際情況與設計考慮的情況不符或設計的施工難度過大，施工無法滿足就需要設計變更。在施工過程中，設計也需要多次到工地現場進行檢查，看施工是否是按照自己的設計意圖來做的，不對的地方及時指出修改！

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