( 注:本篇文章原作者马升东,原中元国际,现在万达。) 人法地,地法天,天法道,道法自然,寻求符合自然的结构体系,是结构概念的追求。不过对此也只能神往一下,一是自己天赋有限,不知道能学会多少,不知道多长时间可以有所领悟;二是要谋生,画图,学习现在要用的各种工具,考证等等,偶尔看到就神往下,可以不会,但要知道高人处处有,各种高级计算并不是结构设计的终极追求,概念设计才是结构设计的精华。
( 注:本篇文章原作者马升东,原中元国际,现在万达。)
人法地,地法天,天法道,道法自然,寻求符合自然的结构体系,是结构概念的追求。不过对此也只能神往一下,一是自己天赋有限,不知道能学会多少,不知道多长时间可以有所领悟;二是要谋生,画图,学习现在要用的各种工具,考证等等,偶尔看到就神往下,可以不会,但要知道高人处处有,各种高级计算并不是结构设计的终极追求,概念设计才是结构设计的精华。
土木工程是一个崇高的行业。它的魅力在于把人类的想象借助科技力量加以实现,同时为人们提供住房,创造就业机会,提高生活质量。这就是土木工程师的职责。
——赫伯特·胡佛(工程师,人道主义者,美国第31任总统)
1。历史与现状
耶鲁大学毕业的詹天佑的历史,就是在清末和民国初年的与英国,日本,德国的工程师的抗争,与现在的西方工程师来中国的争夺设计权和施工权毫无差异!与西方合作过的人都有深感,其中微妙关系。詹天佑先生的人字铁路就是突破常规的想法,就是概念设计,规划的合理设计,因地制宜,自强不息,驱除鞑虏。
土木工程设计师,必看电影:《詹天佑》!!强烈推荐!现状与当时是多么的相似!清朝的王爷千般阻挠,武断指挥,克扣工程款。事情更不好办。
中外合作和较量的本质。倘若詹天佑复生,看到北京南站,上海南站,武汉新站,广州新站等一个个重大工程前期的概念设计大权旁落,天佑是何等心情?!
洋人工程师就成了突破“专家审查”,有效途径,中国专家又怕洋人,一百年都没有变!特别新CCTV之后,尤其是CCTV新楼之后,基本给世界一个信号:中国,钱多,人傻,快来!
专业的,非专业的,中国通洋人都来到中国,他们读的历史和中国方面的书,比中国人读书都多,他们深知中国的现状,他们一直研究中国的历史,,每月读2本中国书,我曾经笑着对一位洋人工程师朋友讲: “你在中国获得成就远远比欧洲大的多!”他笑点头,这句话比较有意思的。
和这位朋友打过几次交道,出现分歧的时候,拍桌子大骂发生过一次,尽管大骂过,这点和中国人不同,他们不计较大骂,照样笑嘻嘻地,洋人厚黑功底比较深。
中国的资质审查制度,只能给中国的留下施工图设计,在重大的项目工程中,尤其是典型的建筑工程中,概念设计和方案设计基本被西方把持,留给中方的仅仅是价格低下,耗费时间和精力的一些基本上是查核规范的工作,这个又是中方擅长的,乐不思蜀,控制权和决断权仍然要竞争。
基础设施方面,李国豪等老一辈在南浦大桥的建设成功,夺回了重大桥梁的设计权,比较一下西方知名大学麻省,耶鲁,卡耐基梅隆,斯图加特,苏黎世高工与中国知名大学同济,清华等的教科书和课程表,以及哲学教育,就知道民用建筑方面需要一代甚至几代的努力,或许会赶上,超越。
也就是民国期间,我们的建筑工程师们建造了一大批杰出的结构工程,杭州钱塘大桥,中山纪念堂(上部钢结构,下部混凝土结构),包括新中国建国以后的建筑结构,如北京火车站,上海同济大礼堂等等一批当时在物资极度匮乏的境况下,研究土木工程史就知道当时处于前列,欧美的在工程师很惊讶中国的水平。当时西班牙,德国,瑞士,墨西哥等国际友人注意到了中国的结构设计水平。
现在呢,各类软件充斥整个设计院,真伪有限元充斥中国设计院,黑匣子充斥设计院,标准图集充斥设计院。比如楼梯配筋,厚度按照标准图,要知道楼梯一般是现浇筑混凝土结构,与结构整体浇筑在一起,K型支撑作用哪里去了?一位助理结构工程师拍桌子讲PKPM就没有考虑,全国都没有考虑,也罢,居然某些大院老总也如此认为!结构程序的出现很大程度的减轻了计算工作量,当变成黑匣子的时候,又把设计师眼睛上蒙上了一块黑布,标准图又是一匹瞎马,业主的“科学发展观”的鞭打下,可谓“盲人骑瞎马,夜半临深池”!
<规范加一体化结构程序>
—— 迫使结构设计成为东拼西凑的计算机程序的操作者和规范条文限值的查对者!汶川地震让人震惊,震惊的是大量的框架结构并没有按照规范的屈服机制屈服,地震烈度高不能回避对“他杀”,“自杀”的核心问题。
规范加一体化结构程序>
不识大梁真面目,只缘身在此板中。
陈青来先生,平法表示的确是一次创新,图纸表达方面的创新,极大解放了绘图工作,机械部总院(中元国际)1994年邓潘荣,周廷垣教授请陈教授率先推广,复杂的问题简单化,是一次很大的革新。国际其它发达国家采用了梁的表示方法见下图:具有借鉴之处。
2。距离结构真实是近了远了?
近代土木工程从十七世纪中叶到二十世纪中叶的约300年间,经历了最初以伽利略、牛顿和虎克所创建的力学理论为标志的“奠基时期”(1660-1765)和以英国工业革命为标志的“进步时期”(1765-1900)以及第一次世界大战前后包括20世纪30年代欧美各国大兴土木的“成熟时期”(1900—1945)。尤其现在的计算机诞生,有限元的强大实力,一切结构成为可能!结构设计自由了!果真如此吗?
我们大学的博士,硕士,在学习弹性,塑性,大举进军弹塑性的时候,又有谁去到现场,又有谁了解我们的建造者呢?我们的农民兄弟!也有人称他们是:文盲+流氓!当我们的塑性设计进入执行阶段时,是不是早已经进入了超塑性了!
欧拉、贝努力的平截面假定大大解放生产力的时候,当克拉夫动力学如一盏亮指引人前进时,混沌来了,抹煞一切结构工程概念,将结构变成0110时,上帝笑了!
半个世纪前混凝土结构已经如此美妙!
3。结构概念与有限元工具?
对老少皆学习花费大量精力学习有限元,土木工程有限元,航空工程有限元的时候,学习完成之后,摆出大有登天入地之势!如果不从结构的基本概念入手而直接进入有限元,老人学习可谓:‘百岁老翁攀枯枝。’小孩子学习可曰:‘井上辘轳卧婴儿。’
4。当代我们结构设计缺乏什么?
有幸在今年北京遇到英国曼奇斯特的大学教授季教授,他和他伙伴和博士生的一个研究兴趣之一就是分析50年以前的结构概念设计,现代的计算手段进步发挥的作用远远不及结构概念的作用。我们为欢呼胜利的水立方结构,结构概念的提出来自于澳洲的PTW和澳洲ARUP,和国人的有限元计算以及试验促使了成功!佛山世纪莲以及深圳宝安体育场均来自德国的SChlaich的概念设计。