如何成為一名優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程師
如何成為一名優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程師
結(jié)構(gòu)工程師,是指取得中華人民共和國注冊結(jié)構(gòu)工程師執(zhí)業(yè)資格證書和注冊證書,從事房屋結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)及塔架結(jié)構(gòu)等工程設計及相關(guān)業(yè)務的專業(yè)技術(shù)人員。
一、端正工作態(tài)度,這是成為一個合格的結(jié)構(gòu)工程師最基本的要求。
從土木工程、結(jié)構(gòu)工程專業(yè)畢業(yè)的學生,在建筑設計單位工作必須扎扎實實地先從制圖開始。通過制圖的過程,逐漸地學習,掌握規(guī)范、規(guī)程和設計的基本步驟以及計算軟件、節(jié)點構(gòu)造,把學的理論與實踐結(jié)合起來。將來當工程師、高級工程師、項目負責人需指導或領(lǐng)導一些人工作,自己繪不好圖,弄不清構(gòu)造,是無法指導別人的;自己不知道工程的難易復雜程度,不清楚一個工程需多少張圖,每張圖需要多少時間,是無法給別人安排工作的。學生制圖是設計工作的第一步。
要有正確的心態(tài),不要驕傲,大學生,僅是多上了幾年學,念了幾本書,其實不會的東西很多,先不要把自己當成人才,要有當幾年徒弟的心態(tài)。要努力學習,不貪近利,不要計較金錢,工程也不要計較大小、難易,有小才有大,多鍛煉是最重要的。做設計、制圖不要怕麻煩,不去抱怨變更多,工程設計反復討論、修改是很正常的。
二、錘煉自己當結(jié)構(gòu)工程師的基本功
1、要有堅實的數(shù)學力學基礎(chǔ),尤其力學概念要清楚。
單靠學校中學到的理論知識和技術(shù),解決設計工作中遇到的所有技術(shù)問題是不可能的,許多新技術(shù)問題要從頭學。從頭學就要靠過去的數(shù)學、力學基礎(chǔ),數(shù)學、力學基礎(chǔ)好了,接受新技術(shù)新概念的能力就會強,對自己技術(shù)進步極為有利。原來在學校中,數(shù)學、力學底子不太好怎么辦?工作中下功夫?qū)W,結(jié)合工程應用去學習,有的放矢,事半功倍。
2、要善于總結(jié),能快速、熟練的完成工作。
同時參加工作的學生,進步快慢不一,主要原因之一在于是否善于學習,善于總結(jié),善于總結(jié)的人做一個工程顯一份進步。
(1)收集必要的數(shù)據(jù),記熟常用數(shù)字,鋼筋面積,構(gòu)件種類,大致允許荷載等,各種節(jié)點構(gòu)造記住并明白道理。
(2)學習他人之長,多請教并真正消化。既向設計院的同志請教,也要多請教開發(fā)、施工、監(jiān)理單位的技術(shù)人員,學任何東西要多問為什么,真正消化。
(3)注意工程問題、事故的原因分析及處理。
(4)總結(jié)工作程序,先做什么,后做什么,要明白哪些環(huán)節(jié)容易出問題,什么部位的安全度需要特別注意等,每做一個工程要小結(jié)一下,成功之點與失誤之處。
(5)快速熟練完成工作。善于總結(jié)就會取得經(jīng)驗,有利于快速完成工作,提前完成就可騰出時間思考問題,搞創(chuàng)新。快了自己主動,慢了可能會窮于應付,設計質(zhì)量也不會提高。當然提倡快并不是不要設計深度,并不是粗制濫造。
(6)怎樣才能快?確定好結(jié)構(gòu)設計方案,必要時先請專業(yè)總工審查方案,發(fā)現(xiàn)問題早解決,爭取不做大的返工,設計時考慮問題要周到,并及時與相關(guān)專業(yè)溝通,養(yǎng)成良好的工作習慣,不拖拉,熟練才能快,表示方法、設計軟件都要用熟。
3、要善于同別的專業(yè)、同施工單位、監(jiān)理單位、建設單位配合協(xié)作。
要有團結(jié)協(xié)作的意識,樹立團隊精神。設計是合作的產(chǎn)物,不能只顧自己方便。要善于同別的專業(yè)共同配合,要能說服建筑專業(yè)修改不合理之處,以保證結(jié)構(gòu)方案盡量合理,同時要照顧到其它專業(yè)的要求。要掌握別的專業(yè)的基本知識,知己知彼,不易遺漏。要懂一些施工知識,設計中要考慮施工的方便,要多跑工地。要了解各種建筑用材的性質(zhì)、特點、優(yōu)缺點、適用范圍及價格。同施工單位、監(jiān)理單位、建設單位搞好關(guān)系,多交朋友是有益的。工程技術(shù)問題多與施工單位、監(jiān)理單位、建設單位溝通、交流,有問題早解決。
4、要掌握熟練的施工圖技巧和構(gòu)造知識。
施工圖是表達設計意圖的依據(jù),圖紙的不明確或錯誤常能造成很大的危害,因此圖紙必須明確、簡潔、清楚,對計算機繪圖不能迷信,圖紙要自校。構(gòu)造節(jié)點要明白其道理。結(jié)構(gòu)的構(gòu)造作法,基本上是力的傳遞和平衡問題,構(gòu)造和節(jié)點的設計必須符合結(jié)構(gòu)力學原理,否則就會出問題。要爭取用最少的、簡潔的圖紙表達清楚設計意圖,同樣內(nèi)容不重復表達。圖紙的表達必須準確,不致產(chǎn)生歧義。
5、鍛煉自己解決施工中出現(xiàn)問題的能力。
設計人員常接到工地電話或來人,要求處理墻裂了、砼打壞了、強度不足、材料缺貨、構(gòu)件裂了等問題,解決這些問題有的是比較麻煩的,需要經(jīng)驗和理論知識的結(jié)合,查明原因是較為關(guān)鍵的一步。要多去工程現(xiàn)場搞調(diào)查研究,多分析,分析原因時往往使用排除法。解決處理問題要多想辦法,知識面寬廣很有用。處理此類問題,制約因素較多,要考慮全面。
6、要靈活處理問題,有創(chuàng)新魄力。
應該有雄心壯志,有所創(chuàng)新與突破,不怕反對,當然前提是理論功底扎實、實踐經(jīng)驗豐富。不能瞎冒險,要多論證,并把不利因素考慮全面。工作要有靈活性,不死板,要想有所創(chuàng)新,首先要鉆進去,把規(guī)范、規(guī)程記熟弄懂,把規(guī)范條文的真正含義弄明白,才能靈活運用,否則只會死板教條。我們所遇到的工程性質(zhì)千變?nèi)f化,單靠書本、規(guī)范條文是不夠的,只有靈活運用,才能成為受歡迎的、能解決各種問題的結(jié)構(gòu)工程師。
設計時要考慮結(jié)構(gòu)的實際受力情況,要了解施工過程,知道荷載是如何加上去的,是一步步加載還是一次性加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的。如轉(zhuǎn)換層施加預應力時,就可能要根據(jù)加載的情況分步施加,應該根據(jù)受力情況進行設計,分步施工。如拆墻開洞,上部荷載可能是一次要性加到托換構(gòu)件上的,設計時應注意。再比如若施工荷載超過結(jié)構(gòu)設計的活載時,可能會導致結(jié)構(gòu)不安全等。
7、最重要的一點要保證安全。
工作中要養(yǎng)成細致、嚴謹、不拖拉的工作習慣,遇到急事不忙不亂,無論什么情況,保證安全最重要,不管是領(lǐng)導要求還是建設單位要求,違反工程建設強制性條文和法律法規(guī)的事情堅決不能做。
8、設計圖紙是最終產(chǎn)品,圖面質(zhì)量非常重要,上面有你的簽字,既使過了好多年無論什么時候拿出圖紙來就知道是你的作品,優(yōu)美的圖紙總會給人以好感。
三、逐漸培養(yǎng)自己做好結(jié)構(gòu)方案的能力
建筑物的設計分方案、初設、施工圖幾個階段,方案主要是建筑師根據(jù)業(yè)主要求,按所給的面積、高度、使用要求、規(guī)劃要求等做出建筑方案,在做方案過程中就要與結(jié)構(gòu)工程師商量,特別是比較特殊的構(gòu)思或結(jié)構(gòu)復雜的建筑。
很多情況下結(jié)構(gòu)專業(yè)是一個被動的專業(yè),是由建筑方案來主導確定結(jié)構(gòu)方案的',等于人家點菜我做菜,好的廚師會做的菜很多,客人怎么點,我都能夠做出來,并讓客人滿意。好的結(jié)構(gòu)工程師要能很好的配合建筑師的要求,滿足他們在功能、立面美觀等方面的要求,當然同時必須保證滿足工程建設標準強制性條文,保證安全性。
好的結(jié)構(gòu)工程師要熟悉本地區(qū)的地基情況,熟悉本地區(qū)基礎(chǔ)的各種手段和做法,這些都是確定基礎(chǔ)方案所需的知識。對于上部結(jié)構(gòu),需對各種結(jié)構(gòu)體系的適用范圍、優(yōu)缺點有明確的了解,并盡可能了解施工可能和材料供應。
怎樣才算是一個好的結(jié)構(gòu)方案呢?首先是滿足建筑功能的要求。一個建筑物的設計,如果參加設計的各專業(yè)都只片面要求本專業(yè)合理,就做不出總體合理的設計;一個建筑物是一個整體,各專業(yè)要共同研究,各作讓步;其次結(jié)構(gòu)本身的合理非常重要。要選用承載能力高,抗風力及地震作用性能好的結(jié)構(gòu)體系和方案,保證結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、剛度和延性,做到受力明確傳力簡捷,保證安全;第三要有先進性。盡可能采用先進技術(shù),先進技術(shù)應是成熟的,否則應充分論證試驗;第四必須考慮經(jīng)濟性。投資主體發(fā)生了變化,這一點尤其重要,先進技術(shù)也不能不顧經(jīng)濟;第五,結(jié)構(gòu)方案要考慮施工方便,材料供應落實。
復雜的結(jié)構(gòu),大跨度建筑等,結(jié)構(gòu)方案起主導作用,對這類建筑應該在結(jié)構(gòu)方案階段多花些時間,確定方案后繪圖就容易了。
四、結(jié)構(gòu)設計工作應注意的三個基本問題。
1、數(shù)學力學計算不能代表結(jié)構(gòu)設計;電腦不能替代人腦。
現(xiàn)在計算技術(shù)日益發(fā)達,手段也越來越先進。不少剛工作的設計人員迷信一體化的設計軟件,以為電腦萬能,什么都可以算,不注意工程結(jié)構(gòu)概念,只相信電算結(jié)果,不注意檢驗判斷結(jié)果究竟是否符合實際情況,這是容易出問題的。要掌握最基本的手算估算方法,現(xiàn)在有的設計單位已要求有手算估算的計算書,這是很好的做法。
即使最先進的計算,也須有一些假設條件,進行完全符合構(gòu)件實際受力情況的運算在目前是不可能的,如任何構(gòu)件的計算都須假設支座條件,一般只有鉸結(jié)、嵌固兩種,這與實際情況都不相符,從廣義上講,任何支座都要下沉,次梁架在主梁上,主梁受力要下沉,主梁架在柱子上,柱子要壓縮,砼要徐變,基礎(chǔ)也會下沉,有的軟粘土基礎(chǔ)下沉要近十年才基本穩(wěn)定,任何計算要完全模擬這種變化是不可能的。因為支座數(shù)量太多,而且變形是非線性的,有的荷載的施加沒有一定的規(guī)律,再說精確的模擬支座受力及變形情況也是不必要的。鋼筋砼構(gòu)件本身有較好適應支座變形的能力,即塑性變形能力,對于不大的變形自己能調(diào)整各部分的應力,即使變形較大,在某一部分構(gòu)件上出現(xiàn)裂縫后,即可緩降其應力,而不大的裂縫往往對構(gòu)件的承載力無多大影響。再比如地震作用就更復雜,它的隨機性很強,抗震設計中也有很多的不確定性,因此國外有的專家認為,截至目前,抗震設計還不能算是一門科學,許多問題需要靠結(jié)構(gòu)工程師的經(jīng)驗去判斷。
因此結(jié)構(gòu)工程師應知道,在結(jié)構(gòu)設計中沒有精確計算,計算書上寫到小數(shù)點后三位的,實際上對結(jié)構(gòu)計算的意義并不了解。也不能太相信計算,電算需要人工輸入數(shù)據(jù),這就有可能出錯,軟件本身也會存在問題。要鍛煉自己利用工程概念對計算結(jié)果進行判斷分析的能力,判斷分析目的是去偽存真,不符合工程實際情況的結(jié)果要找出原因,重新計算分析。
當然絕對不是說不要計算,不要準確,準確與“精確”不是一回事。結(jié)構(gòu)設計的依據(jù)還是計算,同時結(jié)構(gòu)設計、結(jié)構(gòu)構(gòu)造與結(jié)構(gòu)計算同樣重要。
2、要有整體的概念,要做“結(jié)構(gòu)”工程師而不是“構(gòu)件”工程師。
有的工程師在搞設計時,只是把建筑物分解為一個個構(gòu)件,逐一計算,拼湊起來,這是很不夠的。必須把結(jié)構(gòu)作為一個整體來看,要明確知道自己所設計的結(jié)構(gòu),薄弱環(huán)節(jié)在什么地方,各個構(gòu)件有多大的安全度等等,做到心中有數(shù)。對于①結(jié)構(gòu)傳力途徑②結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位與薄弱部位③在荷載萬一超載時或特殊荷載到來時(地震強風)預期會破壞的部位等都要給予特殊注意。對于一般計算,都有一個假設的簡化了的力學數(shù)學模型,這種簡化必須與實際出入不大,并偏于安全,近似簡化計算,必須偏于安全,否則不能用。實際的構(gòu)造要符合計算模型的要求。
3、結(jié)構(gòu)設計必須樹立經(jīng)濟的觀點。
結(jié)構(gòu)工程師,必須樹立經(jīng)濟的概念。不節(jié)約就不能稱為工程師,外行大量配筋也能造房子。但節(jié)約應如何做,就應有整體的概念。在建筑物中,大量應用的構(gòu)件,萬一壞了不會引起連鎖反應的構(gòu)件,都應力求節(jié)約,如單房廠房,屋面板材料消耗占主要位置,一旦壞了只是局部問題,就應精打細算,柱子、基礎(chǔ)較關(guān)鍵就要適當留有余地。結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),關(guān)鍵部位,有時非但不能節(jié)約,反而需要加大安全系數(shù),例如大懸挑結(jié)構(gòu);A(chǔ)也是重要構(gòu)件,萬一出問題,很難加固,所以一般也須留有余地?傊畬φ麄結(jié)構(gòu)的安全有關(guān)鍵影響,施工質(zhì)量好壞影響很大的部位與構(gòu)件都需要特別注意。例如梁與柱子比較,柱子更關(guān)鍵。同樣的構(gòu)件,在不同的結(jié)構(gòu)中,是否關(guān)鍵就不一樣,框剪結(jié)構(gòu)的剪力墻,與剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻,重要程度不一樣,重視程度及構(gòu)造要求是不一樣的。
五、珍惜設計機遇,鍛煉成長為一名合格的結(jié)構(gòu)工程師。
結(jié)構(gòu)工程設計對我們來說是一種謀生的手段,也是我們的事業(yè)。要珍惜每一次設計機遇,不論是大工程還是小工程,要掌握各種各樣類型的工程設計,努力擴展自己的“面”,面廣了,經(jīng)驗豐富了,解決問題的方法就多了,能承擔各種類型的結(jié)構(gòu)設計任務,解決處理各種結(jié)構(gòu)技術(shù)問題,才能稱得上合格的結(jié)構(gòu)工程師。“面”有了,發(fā)展自己的專長也很重要。
通過自己工程經(jīng)驗的不斷積累,概念、悟性、判斷力和創(chuàng)造力都會不斷加強,在工程設計中激發(fā)自我挑戰(zhàn)感,創(chuàng)造感和樂趣感,在設計實踐中不斷地探求自然原則,不懈地追求相對的最佳最優(yōu),通過反思、比較,充實自己,順從自然,發(fā)展自己的專長,你將會成為一名優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)工程師。
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